斜拉桥模型制作设计图
斜拉桥模型制作设计图
斜拉桥模型制作设计图一、模型概况斜拉桥主桥结构形式为双塔双索面漂浮体系结构，主梁采用肋板式结构，拉索采用平行钢丝体系。
斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索、桥墩以及基础。
模型全长18.2米，高3.46米，桥面宽0.55米，索96根。
斜拉桥模型三维图见图1、2。
图1 斜拉桥模型全桥三维图二、材料全桥模型材料主要采用有机玻璃制作，主梁、主塔采用有机玻璃制作，斜拉索采用Ф4钢筋，桥墩以及基础为钢筋混凝土结构。
有机玻璃主要材料性能初步假设为：弹性模量E=3.6×103 N/mm2。
斜拉索采用Ф4钢筋(Q235)，强度标准值f yk=235N/mm2，弹性模量E=2.1×105N/mm2。
三、模型结构图1、斜拉桥模型立面布置斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索以及桥墩。
该桥为对称结构，以主梁跨中点为中心左右对称。
6号桥塔斜拉索混凝土桥墩边墩主梁边墩37号桥塔图3 斜拉桥模型布置图（单位：㎜）注：以后图表中尺寸均采用毫米为单位。
2、主梁主梁全长18.2米，横截面见图4。
主梁截面图(单位：mm)图4 主梁横截面图3、塔塔高3. 16米，详细尺寸见图5～7。
塔与梁不直接连接，依靠拉索连接。
梁底距离塔横梁20毫米。
塔墩高0.65米，地面以上0.4米，地面以下开挖0.25米。
为了塔与墩连接牢固，墩上预留洞口，塔柱延伸至墩底部，然后浇注环氧砂浆填补洞口。
塔与墩连接处还要加钢板锚固。
塔与墩连接的详细构造见图15～17。
索塔立面图索塔侧面剖面图图5 塔立面、剖面图图6 塔侧面剖面图1595151502011020157015150图7 塔结构详图4、拉索斜拉索为双索面，共96根，采用Ф4钢筋。
根据位置不同，斜拉索采用不同的标号。
比如，“S1”表示边跨的拉索，“M1”表示中跨的拉索，具体标号见图8。
S1S3S5S7S9S11S13S15S17S19S21S23M1M3M5M7M9M11M13M15M17M19M21M23M25M27M29M31M33M35M37M39M41M43M45M47S25S27S29S31S33S35S37S39S41S43S45S47边跨中跨边跨图8 拉索位置标号（1） 拉索锚固方式拉索在塔内壁锚固，在梁肋底部设螺栓来调节索力。
桥梁博士V4工程案例教程01 斜拉桥课件
桥梁博士V4工程案例教程斜拉桥解决方案教程大纲0、工程概况1、软件特点2、总体信息3、结构建模4、钢束设计5、钢筋设计6、施工分析7、运营分析8、结果查询9、计算书0、工程概况桥型布置桥型：混凝土斜拉桥公路等级：公路-Ⅰ级跨径：115m+338m+115m桥面布置：桥梁宽度26.8米（0.45米护栏+11米行车道+3.9米分隔带+11米行车道+ 0.45米护栏）； 桥墩：主墩：墙式墩，墩身横桥向宽度12米，厚度为2米；辅助墩：墙式墩，墩身横桥向宽度10米，厚度为2米；基础：承台桩基础，厚5.0米，基础采用18φ3.0米钻孔灌注桩。
工程材料与构造特征材料：①混凝土：主梁C50，主墩C50，基础C40②钢筋：HRB400，HBP300③预应力钢绞线：fpk=1860MPa，公称直径Φs15.2 截面：单箱五室尺寸：梁高3.48m，顶宽26.8m，底宽10m，边腹板厚20~60cm，中腹板厚40~80cm，顶板厚40cm~60cm，底板厚20cm~60cm1、软件特点桥梁博士V4.0在斜拉桥中的特色功能JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计细则（1）正文：切线模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计细则（2）条文说明：割线模量JTG D65-01-2007公路斜拉桥设计则（2）条文说明：割线模量拉索换算模量在程序中的实现1.根据规范条文说明，可以采用割线模量的算法2.当和midas进行结果对比时，可以采用新荷载后切线模量斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度2.钢梁的非线性温度3.钢梁的体系温差4.拉索温差5.塔柱温差斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：1.混凝土梁的非线性温度一半梁宽：13.4m；横坡：2%；悬臂距梁顶面最高点：26.8cm如果采用默认的梯度问题，悬臂处梯度温度应力和实际相差多少？斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：2.钢梁的非线性温度3.钢梁体系温差斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：4.拉索温差斜拉桥中主要考虑的梯度问题有：5.塔柱的温差3.运营阶段荷载的处理斜拉桥中主要考虑的荷载有：1.有车横风（拉索、塔、梁、墩）2.有车纵风（拉索、塔、梁、墩）3.极限横风（拉索、塔、梁、墩）4.极限纵风（拉索、塔、梁、墩）5.汽车制动力6.附属结构荷载7.（1~4）荷载的相反荷载1.索力的控制方法2.索力在桥博中的调整方法5.针对此类桥型的建模工具：（1）建模方法：构件建模法本案例的建模分为：梁+墩+基础，3部分更加贴近桥梁工程专业，避开有限元节点单元的离散模型结构，降低建模难度。
桥梁三维模型图
桥梁三维模型图WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】简支T梁施工过程之一——主梁的浇筑T梁内部设置普通钢筋，形成钢筋骨架，完成部分构造功能。
梁内部设置普通钢筋，形成钢筋骨架，完成部分构造功能。
在T梁两端，为适应内部预应力束的抬高，要将马蹄抬高。
在T梁两端，为适应内部预应力束的抬高，要将马蹄抬高。
后张法预应力T梁施工，在主梁浇筑完毕，穿束完成后，要进行预应力张拉。
所以要在张拉端设置锚头构件预留张拉位置。
锚头可设置在梁端、梁顶等位置。
后张法预应力T梁施工，在主梁浇筑完毕，穿束完成后，要进行预应力张拉。
所以要在张拉端设置锚头构件预留张拉位置。
锚头可设置在梁端、梁顶等位置。
后张法预应力T梁施工，在主梁浇筑完毕，穿束完成后，要进行预应力张拉。
所以要在张拉端设置锚头构件预留张拉位置。
锚头可设置在梁端、梁顶等位置。
多数T梁在梁内部设置通长的预应力钢束。
由于梁的两端剪力较大，所以要将预应力钢束在两端抬起。
这和钢筋混凝土梁很相似。
由于梁的两端剪力较大，所以要将预应力钢束在两端抬起。
这和钢筋混凝土梁很相似。
预应力钢束要套波纹管，在锚头处要加锚垫板，以克服由于局部受力所引起的应力集中。
预应力钢束要套波纹管，在锚头处要加锚垫板，以克服由于局部受力所引起的应力集中。
T梁施工过程之二——穿束简支T梁施工过程之二——穿束预应力筋穿入孔道的方法有先穿束法和后穿束法两种。
先穿束法即在浇注混凝土之前穿束。
这种穿束法较省力，但束端保护不当易生锈。
后穿束法即在混凝土浇筑之后穿束。
穿束可在混凝土养护期内进行，不占工期，便于用通孔器或高压水通孔，穿束后及时张拉，易于防锈，但穿束较为费力。
后穿束法可用人工穿束、卷扬机穿束和穿束机穿束。
穿束前应全面检查孔道是否完整无缺T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之三——张拉预应力T梁一般采用后张法（先浇筑混凝土，后张拉预应力钢筋）。
斜拉桥计算
第二章 斜拉桥的计算第一节 结构分析计算图式斜拉桥是高次超静定结构，常规分析可采用平面杆系有限元法，即基于小位移的直接刚度矩阵法。
有限元分析首先是建立计算模型，对整体结构划分单元和结点，形成结构离散图，研究各单元的性质，并用合适的单元模型进行模拟。
对于柔性拉索，可用拉压杆单元进行模拟，同时按后面介绍的等效弹性模量方法考虑斜索的垂度影响，对于梁和塔单元，则用梁单元进行模拟。
斜拉桥与其它超静定桥梁一样，它的最终恒载受力状态与施工过程密切相关，因此结构分析必须准确模拟和修正施工过程。
图2-1是一座斜拉桥的结构分析离散图。
图2-1斜拉桥结构分析离散图第二节 斜拉索的垂度效应计算一、等效弹性模量斜拉桥的拉索一般采用柔性索，斜索在自重的作用下会产生一定的垂度，这一垂度的大小与索力有关，垂度与索力呈非线性关系。
斜索张拉时，索的伸长量包括弹性伸长以及克服垂度所带来的伸长，为方便计算，可以用等效弹性模量的方法，在弹性伸长公式中计入垂度的影响。
等效弹性模量常用Ernst 公式，推导如下：如图2-2所示，为斜索自重集度，q m f 为斜索跨中的径向挠度。
因索不承担弯矩，根据处索弯矩为零的条件，得到：m m 22111cos 88m T f q l ql α⋅==⋅2cos 8m ql f Tα= （2-1）图2-2 斜拉索的受力图式索形应该是悬链线，对于m f 很小的情形，可近似地按抛物线计算，索的长度为：lf l S m238⋅+= (2-2)223228cos 324m f q l l S l l TαΔ=−=⋅= 2323cos 12d l q l dT TαΔ=− (2-3) 用弹性模量的概念表示上述垂度的影响，则有：()3322321212cos f dT l lT E d l A Aq l L σαγ=⋅==Δ (2-4)式中：/T A σ=，q A γ=，cos L l α=⋅为斜索的水平投影长度， f E ：计算垂度效应的当量弹性模量。
数学建模斜拉桥设计
斜拉桥设计摘要：模型是建立在对斜拉桥造价预算基础上的一类数学建模问题。
模型的建立的初衷是对斜拉桥的设计提出合理美观的设计方案，且同时要尽量节省资金。
在对模型的建立与求解的过程之前先是对斜拉桥总体外观进行了设计，确定了水上的桥面长度与引桥的长度，以及引桥的支撑方式。
模型的建立与求解是建立在模型假设的条件基础上，模型假设的提出为解决实际问题提供了方便。
例如，索塔顶部的拉索部分并不是从同一节点引出，但假设同一节点之后更加方便简洁的有助于我们对斜拉桥的拉索的造价进行估算。
在模型中由于索塔个数不同对索塔造价和拉索造价的影响确定了多种方案，从各方案的造价进行比较，确定最佳方案。
关键词：外观假设节点最佳方案一、问题重述如果计划在抚河某处修建一座斜拉桥，斜拉桥示意图和建桥处河道的截面图已分别划出。
给出几项简化假设：（1）在桥面处，索塔造价是同样长度的水上桥面的2倍；（2）100米长斜拉索与10米长水上前面造价相当；（3）索塔造价与离桥面的距离平方成正比；斜拉索造价与其长度成正比；（4）如果有陆地上的引桥的桥面，造价是水上桥面的一半；1，请给出斜拉桥设计图，使其合理美观；2，估算斜拉桥的造价，尽量节省资金。
图1 斜拉桥河流截面图（单位m）二、模型假设1.假设斜拉桥的桥面是水平2.假设斜拉桥的拉索的最大张角是45°3.假设斜拉桥水面上每米的造价是5万元4.假设模型中计算的拉索的个数索塔个数为整数5.假设抚州地区的基岩深度为七米桩基深度为30米6.在抚河剖面上补考虑地形起伏影响基岩距地表都为7米7.斜拉索在索塔上的节点都为塔顶位置8.假设主跨与次跨的长度相同三、符号说明1．i索塔个数2.X∇索塔单边拉索的最大水平距离3.α每个索塔的单边拉索个数l第α个索拉索长度4.α5.t(1) 拉索的总长度6.s表示各部分的造价7.p表示各部分的价格8．H索塔的长度的总和9.W斜拉索桥的总造价四、模型的建立与求解4．1斜拉桥侧面设计图如下：对于索塔个数n 的不同可将拉索桥的图进行适当的改变，下图为索塔n=2时的斜拉桥侧面图4,2斜拉桥造价预算数学计算计算基础拉索的每米的造价：万元5.0510010)1(=⨯=p 索塔每米的造价：万元10)4(2)5(=⨯=p p陆地上引桥部分每米桥面的造价：万元.52)4(5.0)2(==p p引桥部分桥墩每米造价：万元10)5()3(==p p索塔个数i ：x2800i ∇=每个索塔的单边拉索个数:2*d x（拉索的相邻间距）∇=α三角形的余弦公式:︒-+=45cos 2)b (a 22cb c ）（第α个索拉索长度:︒-+=45cos d 22)2(l 22αααh d h ）（拉索的总长度：ααl *411∑==i i t ）（拉索的总造价：)1()1()1(P t s ⨯=引桥总造价：)2()(s(2)p l ⨯=引桥长度引桥支柱长度：25)()(+=桩基深度引桥支柱长度a h引桥支柱造价：)3()()3(p h s ⨯=引桥柱长度河上的桥面造价：)4(8004p s ⨯=）（当300120≤∇-≤X n ）（时， 如图竖直线位置：75'300)12(h X n =∇-索塔底部到防洪水位线的直线距离：12X)12(3'∇-=n h索塔长度：25X ')(+++∇=a h i h当500)12(300≤∇-≤X n 时 如图竖直线位置：索塔底部到防洪水位线的直线距离：h75'=索塔长度：+∇+hih=a(+X25)'当500≤X-n时2(∇)1300≤如图竖直线位置：75"300500)12(h X n =-∇-"h 的值为[]12500)12(3"-∇-=X n h索塔底部到防洪水位线的直线距离："75'h h -=索塔长度：25X ')(+++∇=a h i h则索塔长度函数表达式为：25X ')(+++∇=a h i h所有索塔的长度的总和：∑==、n 1i )(H i h索塔的总造价：)5()5(P H s ⨯= 斜拉索桥的总造价：∑==51)(i i s w4.3斜拉桥的造价预算结果对4.2中的公式用visualbasic 编程计算得到如下结果,计算的程序及程序界面见附录：由表知当索塔n=5时斜拉桥的造价最低，为17960.3万元。
桥梁博士斜拉桥建模实例
桥梁博士斜拉桥建模实例我们拟定建立以下模型，见下图：参数说明：桥面长度L1=100M，分100个桥面单元，每单元长度1M，桥塔长度L2=50M，分50个竖直单元，每单元长度1M，拉索单元共48个单元，左右对称，拉索桥面锚固端间隔为2 M，桥塔锚固端间隔为1M。
下面介绍具体建立模型的步骤：步骤一，建立桥面单元。
用快速编译器编辑1-100个桥面单元（具体过程略），参见下图：（注：在实际操作中桥面的截面形状可以自己拟定）步骤二：建立桥塔单元。
用快速编译器编辑101-150个桥塔单元（具体过程略），参见下图：（注：在实际操作中桥面的截面形状可以自己拟定，在分段方向的单选框内，一定要选择“竖直”，起点x=49，y=-20，终点x=49，y=30是定义桥塔的位置，这里我把它设在桥面中部，桥面下20米处，因为我做的桥塔截面为2m×2m的空心矩形，所以此处起点和终点x填49，请读者自己理解）步骤三：拉索的建立。
A、先编辑桥塔左边部分24跟拉索单元。
点击快速编译器的“拉索”按钮，在拉索对话框内的编辑内容复选框选择编辑节点号勾上，编辑单元号：151-174，左节点号：1-48/2；右节点号：152-129；（注意：左节点1-48/2代表拉索在桥面的锚固点间距为2M），如下图：在快速编译器中选择“单元”按钮，在“单元”对话框内的复选框内把“截取坐标”勾上，编辑单元号：151-174，然后确定。
如下图：B、建立桥面右半部分的24跟拉索。
在快速编译器中选择“对称”按钮，在“对称”对话框中的编辑内容4个复选框都勾上。
模板单元组：151-174；生成单元组：198-175；左节点号：55-101/2；右节点号：129-152；对称轴x=50，然后确定。
见下图：这样，我们就建好了拉索单元的模型。
现在让我们来看一看整个模型的三维效果图：。
斜拉桥的创新设计
发展概况
德国Theodore-Heuss桥（1958年)
1962年委内瑞拉建成的第一座混凝土斜拉桥：主跨 5×235m的马拉开波桥
发展概况
发展概况
1992年挪威建 成的斯卡恩圣特 （Skarnsundet ）桥，为主跨 530 的混凝土斜 530m的混凝土斜 拉桥，梁高仅 2.15m，至今仍 保持混凝土斜拉 桥最大跨径的记 录。 1978年美国建成的第一座密索体系混凝土斜拉桥： 主跨299m的P-K（帕斯卡-肯尼斯克）桥
赤石大桥主梁
53
54
9
由于多塔多跨式斜拉桥的中间塔塔顶没有 端锚索来有效地限制它的变位，因此，多塔多 跨斜拉桥柔性过大，可能导致主梁变形和应力 幅过大。
(a)三塔四跨式斜拉桥的变形
提高多跨多塔斜拉桥刚度的几种方法
(b) 双塔三跨式斜拉桥的变形
主跨荷载作用下斜拉桥的变形
（1）采用刚性主塔
法国米约高架桥 L=204＋6×342＋204m，2004年
7
索塔施工
劲性骨架
吊装预制桥面板
安装索塔套管
桥面压重
人行道置于钢箱梁顶面、高出车道2m
赤石大桥多塔斜拉桥 二 超高墩多塔斜拉桥 二、超高墩多塔斜拉桥 超高索塔的设计 试验 超高索塔的设计和试验
8
1. 工程概况
桥位 1、 工程概况 2、基础设计 3 双曲线塔柱设计 3、双曲线塔柱设计 成都 4、模型实验 5、结论 赤石大桥 赤石大桥位于厦门至成都高速公路湖南段的宜章县赤石乡的 渔溪村、平光村之间的河流阶地及河漫滩上。
3
我校桥梁工程系在斜拉桥 创新设计上做的部分工作
俄罗斯跨越Vladivostok的Rossky Island Bridge，主跨1104 m，于2012年通车
创建斜拉桥
05 第五节 创建桥面板
一、桥板创建
桥面板采用内建族的方式进行创建，选 中Revit图标，双击鼠标左键，将进入Revit主 界面，依次按照顺序进行点击：打开→斜拉 桥→建筑→构件→内建模型→常规模型→确 定。命名为桥面，点击确定，进入内建模型 的窗口。然后选择创建选项卡→设置→拾取 一个平面，选择锚固块背面作为一个工作平 面，如图7-23所示。
图7-32 锚固块立面图
图7-33 锯齿定位体系
06 第六节 各类锯齿的创建
视图范围设置：进入天花板平面参照标高，将属性面板切换到天花板平面属性， 在范围对话框打开视图范围编辑，将剖切面偏移设置为5000mm，点击确定。 放置锯齿：在插入选项卡中点击载入族，将锚固块锯齿族载入到2号锚固块族中， 选择锚固块锯齿族，拖动至绘图窗口，在修改选项卡中选择放置在面上，如图7-34 放置（锯齿左右边线与预留孔顶部位置左右边线对齐）
图7-36 锚固块-锯齿视图
06 第六节 各类锯齿的创建
三、索塔A类锯齿导入至项目
打开斜拉桥项目文件，将A类锯齿载入至斜拉桥项目中，A类锯齿参数见表7-2， A1锯齿定位：进入场地标高平面视图，在索塔处创建一条平行于桥梁中线且距离中线 1712.5mm的参照平面，如图7-37所示。
表7-2 A类锯齿参数
图7-18 拉伸轮廓
04 第四节 创建2号锚固块
二、检修口的创建
进入前立面视图，应用“空心拉伸”命令绘制。步骤：空心拉伸→绘制→拾取线， 绘制轮廓如图7-19所示，点击“√”，在属性面板中设置拉伸终点4750mm及拉伸起点4750mm。
图7-19 检修口轮廓一
04 第四节 创建2号锚固块
进入前立面视图，应用“空心拉伸”命令绘制。步骤：空心拉伸→绘制→拾取线， 绘制轮廓如图7-20所示，点击“√”，在属性面板中设置拉伸终点5500mm及拉伸起点0。 然后进行材质关联，点击保存2号锚固块，
斜拉桥成桥阶段和施工阶段分析(MIDAS算例)
目录概要1桥梁基本数据/ 2荷载/ 2设定建模环境/ 3定义材料和截面的特性值/ 4成桥阶段分析6结构建模/ 7生成二维模型/ 8建立索塔模型/ 10建立三维模型/ 13建立主梁横向系梁/ 15建立索塔横梁/ 17生成索塔上的主梁支座/ 19生成桥墩上的主梁支座/ 23输入边界条件/ 25计算拉索初拉力/ 28输入荷载条件/ 29输入荷载/ 30运行结构分析/ 33建立荷载组合/ 34计算未知荷载系数/ 35查看成桥阶段分析结果39查看变形形状/ 39施工阶段分析40施工阶段分类/ 41逆施工阶段分类/ 42逆施工阶段分析/ 42输入拉索初拉力/ 45定义施工阶段/ 49定义结构群/ 50指定边界群/ 53指定荷载群/ 56建立施工阶段/ 59输入施工阶段分析数据/ 61运行结构分析/ 61查看施工阶段分析结果62查看变形形状/ 62查看弯矩/ 63查看轴力/ 64施工阶段分析变化图形/ 65概要斜拉桥将拉索和主梁有机地结合在一起，不仅桥型美观，而且根据所选的索塔型式以及拉索的布置能形成多种多样的结构形态，易与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。
斜拉桥对设计和施工技术的要求非常严格，斜拉桥的结构分析与设计与其它桥梁形式有很大不同，设计人员需具有较深厚的理论基础和较丰富的设计经验。
在斜拉桥设计中，不仅要对恒荷载和活荷载做静力分析，而且必须做特征值分析、移动荷载分析、地震分析和风荷载分析。
为了决定各施工阶段中设置拉索时的张力，首先要决定在成桥阶段自重作用下的初始平衡状态，然后按顺序做施工阶段分析。
在本例题中将介绍建立斜拉桥分析模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶段分析的步骤以及查看分析结果的方法。
本例题中的桥梁模型如图1所示为三跨连续斜拉桥，中间跨径为220m、边跨跨径为100m。
图1 斜拉桥分析模型桥梁基本数据为了说明斜拉桥分析的步骤，本例题桥梁采用了比较简单的分析模型，可能与实际桥梁设计内容有所不同。
桥梁模型的制作
备 1.准备材料
准备 材料
直尺 502胶水
棉线 一次性筷子
尖嘴钳 彩色大头针
锥子
准备 材料
直尺 502胶水
棉线 一次性筷子
尖嘴钳 彩色大头针
锥子
准备 材料
直尺 502胶水
棉线 一次性筷子
尖嘴钳 彩色大头针
锥子
准备 材料
直尺 502胶水
棉线 一次性筷子
尖嘴钳 彩色大头针
锥子
准备 材料
直尺 502胶水
2CM 2CM
图2：双塔拉锁点位置
反面1个点 5CM
筷子头端
正面4个点
2 2.双塔与桥面安装图
桥面 双塔 斜拉索
双 塔 图3：双塔桥面安装
桥面
大头针
3 1.斜拉索的制作
桥面
双塔 斜拉索
3 1.斜拉索的制作
桥面
双塔 斜拉索
图4：拉锁安装顺序
桥面
心 用心制作、定能成功！
胜利就在远方！
制作 过程
桥面
双塔
斜拉索
1 1.桥面制作
桥面 双塔 斜拉索
1 1.桥面制作
桥面 双塔 斜拉索
1 2.桥面制作数据
桥面 双塔 斜拉索
图1：桥面拉锁点位置
2CM 2CM 双塔固定点
双塔固定点
一侧共标注9个点
中
一侧共标注9个点
间
2 1.双塔的制作
桥面 双塔 斜拉索
2 2.双塔的数据
桥面 双塔 斜拉索
棉线 一次性筷子
尖嘴钳 彩色大头针
锥子
准备 材料
直尺 502胶水
棉线 一次性筷子
尖嘴钳 彩色大头针
锥子
准备 材料
斜拉桥成桥阶段和施工阶段分析(MIDAS算例)
号
项 目
Area
(m2)
Ixx
(m4)
Iyy
(m4)
Izz
(m4)
1
拉索
0.0052
0.0
0.0
0.0
2
主梁
0.3902
0.007
0.1577
4.7620
3
索塔
9.2000
19.51
25.5670
8.1230
4
主梁横向系梁
0.0499
0.0031
0.0447
0.1331
5
索塔横梁
7.2000
模型 / 节点 / 移动和复制节点
比重(7.85)
按上述法参照表1输入主梁、索塔、主梁横向系梁、索塔横梁等的材料特性值。
表1 材料特性值
号
项 目
弹性模量(tonf/m2)
泊松比
比重(tonf/m3)
1
拉索
2.0×107
0.3
7.85
2
主梁
2.1×107
0.3
7.85
3
索塔
2.0×106
0.17
2.5
4
主梁横向系梁
2.0×107
0.3
15.79
14.4720
7.9920
图6 定义截面特性对话框
成桥阶段分析
本例题在建立了成桥阶段模型后将计算因自重和二期恒载引起的拉索初拉力。然后利用拉索的初拉力做成桥阶段初始平衡状态分析。
首先使用MIDAS/CIVIL提供的斜拉桥建模助手功能生成二维斜拉桥模型，然后利用二维模型通过复制等手段建立三维斜拉桥模型。
图8 斜拉桥建模助手对话框
midas斜拉桥建模
图 3. 设定建模环境及单位体系 精彩文档
实用标准文案
定义材料和截面特性值
输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的材料特性值。 在材料和截面对话框中
选择材料表单点击
按钮。
定义多种材料时，
使用
按钮会更
方便一些。
模型 / 材料和截面特性 / 名称 (加劲梁) 设计类型 > 用户定义 弹性模量 (2.1e7) ; 容重 (7.85)
索
主塔
主塔
40m
使用MIDAS/Civil
软件内含的优化法则 计算出索初拉力。
荷载
分类 自重
索初拉力 挂篮荷载 支座强制位移
主梁 110m
图 2. 立面图
主梁 40m
荷载类型 自重
初拉力荷载
节点桥阶段初始平衡状态的
索初拉力 80 tonf 10 cm
精彩文档
指定受力状态的索力优化 (Traditional "Zero Displacement" Method)
目前一般的斜拉桥都会使用多拉索结构，所以拉索的横向分力对加劲梁的弯曲内 力的影响可忽略不计。可以假设加劲梁弯曲内力由斜拉索竖向分力和加劲梁恒载作用 下产生。此方法为使拉索的锚固点的竖向位移接近“0”的方法，如果设计纵段线形比 较完美时，加劲梁的弯矩分布与恒载作用下的刚性支承连续梁的状态比较接近。
实用标准文案
设定建模环境
为了做斜拉桥成桥阶段分析首先打开新项目 “ cable stayed ” 为名保存文件 ， 开 始建立模型。
单位体系设置为“m”和“tonf”。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意 更换。
文件 / 文件 /
新项目 保存 (cable stayed)
斜拉桥模型分析
斜拉桥的模型分析第一章建模综述1.1 Midas Civil 简介本次建模分析采纳Midas Civil软件，Midas Civil是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。
特殊是针对桥梁结构，MidaSCiviI结合国内的法律规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面供应了很多的便利的功能，目前已为各大大路、铁路部门的设计院所采纳。
1.2 斜拉桥简介斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且依据所选的索塔形式以及拉索的布置能够形成多种多样的结构形式，简洁与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。
1.3 建模基本步骤(1)采用斜拉桥建模助手生成斜拉桥二维索塔模型，并扩建为三维模型；(2)建立主梁横向系，并生成索塔与桥墩上的主梁支座；(3)输入边界条件；(4)输入荷载及荷载条件；(5)采用未知荷载系数功能计算拉索初拉力；(6)施工阶段分析计算；进行分析计算图1桥梁模型建立流程图其次章斜拉桥模型基本参数选取2.1 斜拉桥基本数据图1斜拉桥示意图2.2 2斜拉桥材料特性值对斜拉桥不同部位材料参数基本信息进行选取。
本次模型分析主要选取拉索、桥梁主塔、桥梁索塔、主梁横系梁、索塔横梁、加劲梁等部位纳入分析体系。
选取材料的弹性模量、泊松比、容重等参数，如表2。
在材料对话框中输入如下参数。
2. 3斜拉桥截面特性值在截面特性对话框下输入如下参数。
2.4荷载作用荷载作用可以分为可变作用和永久作用，在建立模型中需要分别进行设定。
1.1 .1永久作用对于斜拉桥，永久作用主要指桥梁自重。
自重系数选取K二期恒载包括桥面上路缘石、防撞护栏、栏杆、灯柱、泄水管、桥面铺装等。
人行道荷载设为恒载。
其中二期恒载为18.6KN∕m,人行道荷载为6. 2KN∕m02.4 . 2可变作用桥梁模型设为双车道，采纳中国城市桥梁荷载（CJJ77・98）,车轮间距1.8m,采纳大路I级车道荷载，取值依据JTGD60-2004《大路桥涵设计通用法律规范》规定选取。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
斜拉桥模型制作设计图
一、模型概况
斜拉桥主桥结构形式为双塔双索面漂浮体系结构，主梁采用肋板式结构，拉索采用平行钢丝体系。
斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索、桥墩以及基础。
模型全长18.2米，高3.46米，桥面宽0.55米，索96根。
斜拉桥模型三维图见图1、2。
图1 斜拉桥模型全桥三维图
图2 斜拉桥模型桥塔三维图
二、材料
全桥模型材料主要采用有机玻璃制作，主梁、主塔采用有机玻璃制作，斜拉索采用Ф4钢筋，桥墩以及基础为钢筋混凝土结构。
有机玻璃主要材料性能初步假设为：弹性模量E=3.6×103 N/mm2。
斜拉索采用Ф4钢筋(Q235)，强度标准值f yk=235N/mm2，弹性模量E=2.1×105N/mm2。
三、模型结构图
1、斜拉桥模型立面布置
斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索以及桥墩。
该桥为对称结构，以主梁跨中点为中心左右对称。
6号桥塔
斜拉索
混凝土桥墩
边墩
主梁
边墩
3
7号桥塔
图3 斜拉桥模型布置图（单位：㎜）
注：以后图表中尺寸均采用毫米为单位。
2、主梁
主梁全长18.2米，横截面见图4。
主梁截面图(单位：mm)
图4 主梁横截面图
3、塔
塔高3. 16米，详细尺寸见图5～7。
塔与梁不直接连接，依靠拉索连接。
梁底距离塔横梁20毫米。
塔墩高0.65米，地面以上0.4米，地面以下开挖0.25米。
为了塔与墩连接牢固，墩上预留洞口，塔柱延伸至墩底部，然后浇注环氧砂浆填补洞口。
塔与墩连接处还要加钢板锚固。
塔与墩连接的详细构造见图15～17。
索塔立面图
索塔侧面剖面图
图5 塔立面、剖面图图6 塔侧面剖面图
159515
150
100
157015
150
图7 塔结构详图
4、拉索
斜拉索为双索面，共96根，采用Ф4钢筋。
根据位置不同，斜拉索采用不同的标号。
比如，“S1”表示边跨的拉索，“M1”表示中跨的拉索，具体标号见图8。
S1S3S5S7S9S11
S13
S15S17S19S21S23M1
M3
M5
M7
M9
M11M13M15M17M19M21
M23M25M27M29M31M33M35M37M39M41M43M45M47S25S27S29S31S33S35S37S39S41S43S45S47
边跨
中跨边跨
图8 拉索位置标号
（1） 拉索锚固方式
拉索在塔内壁锚固，在梁肋底部设螺栓来调节索力。
该螺栓还可以调节梁的竖向线型。
（2） 拉索的数量及长度
表1中列出拉索数量及长度，其中索长度指拉索位于梁与塔上作用点之间的距离。
初步预定下料长度比索长度大约多40㎜。
梁底一端的索端的螺纹要至少40㎜。
（3）位于梁上的索位置
梁上的索位置布置见图9。
图9 索位置(梁横截面)
主梁截面图(单位：mm)
说明：（a）斜拉索从主梁梁肋穿过，需要预先在梁肋上钻孔。
（b）索在梁肋底部的定位：横向：梁肋中点处；纵向：见图10、11。
（c）索在梁顶部的定位：见图12、13。
39
39
图11 梁侧索定位（纵向）<2>
梁顶索定位图(沿梁纵向）1
图12 梁顶索定位图（沿梁纵向）<1>
梁横向中心线
梁顶索定位图(沿梁纵向）2
图13 梁顶索定位图（沿梁纵向） <2>
（3）位于塔上的索位置
塔上的索位置布置见图14。
.
..
（1）塔侧向索位置
图14 塔上索的位置图
说明：（1）塔侧向索位置图中，只画了塔侧向剖面的一半；（2）塔内壁索位置：索布置在塔柱的中心线上
.
..
5、铁块
为了满足模型质量换算的要求，在梁底部布置铁块。
铁块初步采用13㎜铁板加工而成（通过有机玻璃力学试验得知其弹性模量后，最后确定铁板厚度。
） （1）梁下铁块的布置
每块90mm*100mm 铁块间隔8mm
每块90mm*100mm
铁块间隔8mm
图15 梁底铁块分布图
.
（2）塔上铁块的布置
塔上铁块也采用13㎜铁板，初步加在没有索的塔外壁（为了美观加在塔内是最好）。
..。