斜拉桥施工要点PPT课件
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与刚性支承连续梁法的结果基本一致。
以上两种方法适用于主跨和边跨对称或几乎对称的斜拉桥。
.
10
三、倒拆和正装法
斜拉桥通过倒拆、正
装交替计算，确定各
施工阶段的安装参数
（计算施工时张拉索
力、施工时梁段标
高），使结构逐步达
到预定的线形和内力
状态。
.
11
■倒拆法与正装法闭合的关键是砼收缩和徐变的处理。砼的徐
.
12
斜拉桥最终恒载受力状态与施 工过程密切相关，根据施工方 案划分施工阶段，确定各施工 阶段单元总数和施工荷载。 斜拉桥是分阶段施工，拉索也 是分批张拉，每个施工阶段单 元数目不同，结构体系在不断 转化。
.
13
第三章 斜拉桥的计算
第三节 斜拉桥的平面分析
斜拉桥结构分析最有效方法是有限元法（Finite Element Method）。 有限元分析是建立计算模型，对整体结构划分单元和结点，形 成结构离散图，用合适的单元模型进行模拟。 在初设阶段采用平面杆系计算，可以完成索力调整和可变荷载 作用时的内力分析。
K ~~P ~
抗震分析
动力分析
抗风分析
.
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第三章 斜拉桥的计算
1．静力方面特点 对梁桥结构：如果尺寸、材料、二期结构自重确定以后，结 构重力引起的内力随之确定； 对斜拉桥： 首先确定合理的成桥状态，其中最主要确定斜 拉索初张力（大跨斜拉桥拉索初张力占整个索力80%以上）。
.
3
第三章 斜拉桥的计算
斜拉桥静力分析分为三步： 1）确定成桥的理想状态，即确定成桥阶段的索力、主梁内力、 位移和桥塔内力。 2）按照施工过程、方法和计算需要划分施工阶段。
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平面桁架的单元刚度矩阵为
根据连续梁的支承反力确定斜拉索的初张力。
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如果悬拼中采用一次张拉，则 不可能达到刚性支承连续梁的 弯矩分布，因为跨中合龙段的 弯矩与一次张拉索力无关。 跨中合龙段在二期结构重力作 用下将产生较大的正弯矩，为 此需要进行二次调索张拉。
.
9
第三章 斜拉桥的计算
二、零位移法
通过索力调整，使成桥状态下主梁和斜拉索交点的位移为零。 对于采用满堂支架一次落架的斜拉桥体系，零位移法计算结果
整体刚度矩阵是由在整体坐标系下， 矩阵按照结点编号的顺序组成的行 和列的原则，将全部单元刚度矩阵
扩展成n×n方阵后对号入座叠加得
到。
K P
.
载荷向量示意图
21
约束处理及方程求解
建立结构平衡方程式 KP 时，并未考虑支承条件（约
束），也就是说，将原始结构处理成一个自由悬空的、存在刚体 位移的几何可变结构。 引入支承条件，即对结构原始平衡方程式做约束处理。约束处理 后的方程称为基本平衡方程，统一记为 ：
.
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第三章 斜拉桥的计算
斜拉桥在施工中结构体系不断转换，确定拉索的初张力、体 系完成后的二次张拉索力，达到设计理想状态决非易事，为 此要调索。
调索方法主要有： 刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态
控制法、内力平衡法等。
.
7
第三章 斜拉桥的计算
一、刚性支承连续梁法
原理：结构在成桥状态下，由重力产生的内力和以拉索锚固 点为主梁支点的刚性支承连续梁的内力状态一致。
3）确定施工阶段的理想状态，经 过多次反复调试、计算，才可达到 成桥阶段的理想状态。
.
4
第三章 斜拉桥的计算
2．动力方面 斜拉桥扭转和弯曲振型耦合在一起，动力分析时宜采用空间 计算模型。 地震频繁地区在初设阶段就考虑地震作用。
.
5
第三章 斜拉桥的计算
第二节 斜拉桥索力调整理论
斜拉索的索力是可以调整的； 拉索能主动施加平衡外荷载的初张力，改变主梁受力条件； 在作用效应组合时，拉索对主梁提供弹性支承，主梁相当于弹 性支承连续梁。
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k e kkiejeii kkiejejj El A El A
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平面梁单元的从局部坐标系向整体坐标系的转换矩阵。
cos sin 0 0
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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建立整体刚度矩阵
.
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杆系结构静力分析的有限单元法
1、结构离散 2、单元刚度矩阵 3、整体刚度矩阵 4、约束处理及方程求解
.
15
结构离散
工程上杆系结构按各杆轴线及外力作用线在空间的位置分 为平面杆系和空间杆系结构。 杆系结构可以由杆单元、梁单元组成。
钢结构桥梁
埃菲尔铁塔
杆系结构
.
16
将杆件作为一个单元，杆件与杆件相连接的交点称为结点。 杆系结构的离散化的要点参考如下： 1. 杆件的转折点、汇交点、自由端、集中载荷作用点、支承点以 及沿杆长截面突变处等均可设置成结点。 2. 结构中两个结点间的每一个等截面直杆可以设置为一个单元。
变与结构形成过程有密切关系，倒拆法无法进行徐变计算。
■为了解决倒拆和正装计算徐变迭代问题，第一轮倒拆计算，
不计砼收缩和徐变；进行正装计算，按施工阶段逐步考虑砼收
缩和徐变的影响，并将各施工阶段的收缩徐变值存盘；
■再次进行倒拆计算时，采用上一轮正装计算阶段的砼收缩和
徐变值。
■如此反复，直到正装和倒拆的计算结果收敛到容许的精度。
第一篇 混凝土斜拉桥
第三章 斜拉桥的计算
第一节 概述 第二节 斜拉桥索力调整理论 第三节 斜拉桥的平面分析
.
1
第三章 斜拉桥的计算
第一节 概述
斜拉桥的结构计算理论比较复杂，其结构分析的内容大致包括静力
分析、稳定性分析和动力分析三大类，可以写为：
整体分析
静力分析
局部分析
斜拉桥的分析 稳定性分析
(a) 结点载荷处理方式
(b) 等效结点载荷处理方式
杆系结构离散化示意图
.
17
坐标系
需要建立一个对每个单元都适用的局部坐标系和统一坐标 系，即结构坐标系或称之为整体坐标系。
坐标系示意图
.
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单元的刚度矩阵
局部坐标系下的平面梁单元的单元刚度矩阵。
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以上两种方法适用于主跨和边跨对称或几乎对称的斜拉桥。
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三、倒拆和正装法
斜拉桥通过倒拆、正
装交替计算，确定各
施工阶段的安装参数
（计算施工时张拉索
力、施工时梁段标
高），使结构逐步达
到预定的线形和内力
状态。
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■倒拆法与正装法闭合的关键是砼收缩和徐变的处理。砼的徐
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斜拉桥最终恒载受力状态与施 工过程密切相关，根据施工方 案划分施工阶段，确定各施工 阶段单元总数和施工荷载。 斜拉桥是分阶段施工，拉索也 是分批张拉，每个施工阶段单 元数目不同，结构体系在不断 转化。
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第三章 斜拉桥的计算
第三节 斜拉桥的平面分析
斜拉桥结构分析最有效方法是有限元法（Finite Element Method）。 有限元分析是建立计算模型，对整体结构划分单元和结点，形 成结构离散图，用合适的单元模型进行模拟。 在初设阶段采用平面杆系计算，可以完成索力调整和可变荷载 作用时的内力分析。
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抗震分析
动力分析
抗风分析
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第三章 斜拉桥的计算
1．静力方面特点 对梁桥结构：如果尺寸、材料、二期结构自重确定以后，结 构重力引起的内力随之确定； 对斜拉桥： 首先确定合理的成桥状态，其中最主要确定斜 拉索初张力（大跨斜拉桥拉索初张力占整个索力80%以上）。
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第三章 斜拉桥的计算
斜拉桥静力分析分为三步： 1）确定成桥的理想状态，即确定成桥阶段的索力、主梁内力、 位移和桥塔内力。 2）按照施工过程、方法和计算需要划分施工阶段。
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平面桁架的单元刚度矩阵为
根据连续梁的支承反力确定斜拉索的初张力。
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如果悬拼中采用一次张拉，则 不可能达到刚性支承连续梁的 弯矩分布，因为跨中合龙段的 弯矩与一次张拉索力无关。 跨中合龙段在二期结构重力作 用下将产生较大的正弯矩，为 此需要进行二次调索张拉。
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第三章 斜拉桥的计算
二、零位移法
通过索力调整，使成桥状态下主梁和斜拉索交点的位移为零。 对于采用满堂支架一次落架的斜拉桥体系，零位移法计算结果
整体刚度矩阵是由在整体坐标系下， 矩阵按照结点编号的顺序组成的行 和列的原则，将全部单元刚度矩阵
扩展成n×n方阵后对号入座叠加得
到。
K P
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载荷向量示意图
21
约束处理及方程求解
建立结构平衡方程式 KP 时，并未考虑支承条件（约
束），也就是说，将原始结构处理成一个自由悬空的、存在刚体 位移的几何可变结构。 引入支承条件，即对结构原始平衡方程式做约束处理。约束处理 后的方程称为基本平衡方程，统一记为 ：
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第三章 斜拉桥的计算
斜拉桥在施工中结构体系不断转换，确定拉索的初张力、体 系完成后的二次张拉索力，达到设计理想状态决非易事，为 此要调索。
调索方法主要有： 刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态
控制法、内力平衡法等。
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第三章 斜拉桥的计算
一、刚性支承连续梁法
原理：结构在成桥状态下，由重力产生的内力和以拉索锚固 点为主梁支点的刚性支承连续梁的内力状态一致。
3）确定施工阶段的理想状态，经 过多次反复调试、计算，才可达到 成桥阶段的理想状态。
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第三章 斜拉桥的计算
2．动力方面 斜拉桥扭转和弯曲振型耦合在一起，动力分析时宜采用空间 计算模型。 地震频繁地区在初设阶段就考虑地震作用。
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第三章 斜拉桥的计算
第二节 斜拉桥索力调整理论
斜拉索的索力是可以调整的； 拉索能主动施加平衡外荷载的初张力，改变主梁受力条件； 在作用效应组合时，拉索对主梁提供弹性支承，主梁相当于弹 性支承连续梁。
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平面梁单元的从局部坐标系向整体坐标系的转换矩阵。
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建立整体刚度矩阵
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杆系结构静力分析的有限单元法
1、结构离散 2、单元刚度矩阵 3、整体刚度矩阵 4、约束处理及方程求解
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结构离散
工程上杆系结构按各杆轴线及外力作用线在空间的位置分 为平面杆系和空间杆系结构。 杆系结构可以由杆单元、梁单元组成。
钢结构桥梁
埃菲尔铁塔
杆系结构
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将杆件作为一个单元，杆件与杆件相连接的交点称为结点。 杆系结构的离散化的要点参考如下： 1. 杆件的转折点、汇交点、自由端、集中载荷作用点、支承点以 及沿杆长截面突变处等均可设置成结点。 2. 结构中两个结点间的每一个等截面直杆可以设置为一个单元。
变与结构形成过程有密切关系，倒拆法无法进行徐变计算。
■为了解决倒拆和正装计算徐变迭代问题，第一轮倒拆计算，
不计砼收缩和徐变；进行正装计算，按施工阶段逐步考虑砼收
缩和徐变的影响，并将各施工阶段的收缩徐变值存盘；
■再次进行倒拆计算时，采用上一轮正装计算阶段的砼收缩和
徐变值。
■如此反复，直到正装和倒拆的计算结果收敛到容许的精度。
第一篇 混凝土斜拉桥
第三章 斜拉桥的计算
第一节 概述 第二节 斜拉桥索力调整理论 第三节 斜拉桥的平面分析
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第三章 斜拉桥的计算
第一节 概述
斜拉桥的结构计算理论比较复杂，其结构分析的内容大致包括静力
分析、稳定性分析和动力分析三大类，可以写为：
整体分析
静力分析
局部分析
斜拉桥的分析 稳定性分析
(a) 结点载荷处理方式
(b) 等效结点载荷处理方式
杆系结构离散化示意图
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坐标系
需要建立一个对每个单元都适用的局部坐标系和统一坐标 系，即结构坐标系或称之为整体坐标系。
坐标系示意图
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单元的刚度矩阵
局部坐标系下的平面梁单元的单元刚度矩阵。
k e kkiejeii
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