三塔斜拉桥结构计算书

附件二新蕉门大桥工程B线主桥方案计算书

一、概述

1.结构型式

新蕉门大桥是一座公铁两用的特大桥，B线推荐方案为三塔双索面钢桁斜拉桥，钢梁分上、下两层，下层为人行道和轻轨交通，上层为六车道公路交通。斜拉桥跨径布置为（180+530+530+180）m，两边跨各布置一个辅助墩。主梁在边墩和主塔处均设有支座。

2.设计基本参数

公路：按汽-超20设计。

人群：按2

m

/

k3N设计。

轻轨：单线每节竖向静活载为6轴车，轴重11t，影响线加

载时按四节编组和作用在双线来确定。

荷载组合：1.2倍恒载+1.4倍（汽-超20+人群）+1.4倍轻轨荷载。

其中，公铁组合时，公路活载折减0.75（参考芜湖长江大桥计算荷载组合）。

二、计算模型

该桥采用大型有限元软件A N S Y S进行空间分析，建立计算模型时，对结构简化作如下处理：

1.主梁为空间钢桁架，上弦杆、下弦杆、横梁和腹杆均简化为空

间梁单元。

2.主塔、主塔横梁和桩基础也简化为空间梁单元。

3.拉索简化为杆单元。

4.位移边界简化时，桩底完全固结，主梁在边墩、辅助墩和主塔

根部处均采用竖向支撑。

整个计算模型共3748个节点，7977个单元，计算模型如图1。

图1计算模型

三、静力分析

1、内力计算

通过恒载计算、活载最不利加载分析，得各主要构件的最大内力如表1。

表1主要构件最大计算内力一览表

可见，各主要构件的强度均满足设计要求。

2、活载挠度计算

通过各种工况分析，得主梁和主塔的最大活载挠度如表2。

表2主要构件活载位移一览表

可见，各主要构件的刚度均满足设计要求。

四、模态分析

利用已经建立的空间模型，计算前8阶振型和相应的模态，如图2～图9。

图2一阶振型（频率：0.180H Z）图3二阶振型（频率：0.215H Z）图4三阶振型（频率：0.225H Z）

图5四阶振型（频率：0.248H Z）

图6五阶振型（频率：0.27557H Z）

图7六阶振型（频率：0.27562H Z）

图8七阶振型（频率：0.475H Z）

图9八阶振型（频率：0.564H Z）

附件二新蕉门大桥工程B线主桥方案计算书

五、稳定分析

利用A N S Y S对该桥进行弹性稳定分析，其稳定安全系数为12.9，失

稳模态如图10所示。

图10失稳模态

六、结论

通过对该桥进行空间结构分析，可以得到如下结论：

该桥主要构件的强度满足相应规范要求，详见表1所示；

1.该桥主要构件的刚度满足相应规范要求，详见表2所示；

2.模态分析进一步证明了该结构的可行性和合理性，同时为该桥的抗

风、抗震分析提供了必要的动力参数；

3.该桥运营阶段的稳定安全系数为12.9，满足规范要求。