2×100米預(yù)應(yīng)力混凝土雙索面獨塔斜拉橋設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求,依據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計規(guī)范,兼顧技術(shù)先進，安全可靠，適用耐久，經(jīng)濟合理的原則，提出了預(yù)應(yīng)力混凝土雙索面獨塔斜拉橋、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、中承式拱橋三個比選橋型。綜合各個方案的優(yōu)缺點并考慮與環(huán)境協(xié)調(diào)，把預(yù)應(yīng)力混凝土雙索面獨塔斜拉橋作為推薦設(shè)計方案。進行結(jié)構(gòu)細部尺寸擬定，并利用Midas6.7.1建模，進行靜活

2、載內(nèi)力計算、配筋設(shè)計及控制截面應(yīng)力驗算、變形驗算等。經(jīng)驗算表明該設(shè)計計算方法正確，內(nèi)力分布合理，符合設(shè)計任務(wù)的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝 獨塔斜拉橋 成橋合理狀態(tài) 結(jié)構(gòu)分析 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to the design assignme

3、nt and the present Highway Bridge Specifications, after preliminary analysis, three types of bridge are presented, they are single-pylon Prestressed concrete cable-stayed bridge, prestressed concrete continuous rigid fra

4、me and through type steel tube with concrete arch. After comparing their characters comprehensively, the prestressed Prestressed concrete cable-stayed bridge are selected as the main design scheme for further analysis. T

5、hrough create model and run </p><p>　　Key word: prestressed concrete； single-pylon cable-stayed bridge； rational dead load state ; structure analysis .</p><p>　　第一部分 方案比選</p><p>

6、;　　第一章 方案構(gòu)思與比選</p><p>　　第1節(jié) 橋位處地形，地質(zhì)等資料</p><p>　　橋位處的地形，地質(zhì)條件見圖1。</p><p><b>　　圖1 地質(zhì)圖</b></p><p>　　第2 節(jié) 方案構(gòu)思與比選方案</p><p>　　根據(jù)拿到的地形地質(zhì)圖，根據(jù)交通量和排洪要求以

7、及通航要求（無），本設(shè)計除了考慮到公路橋涵的設(shè)計要求技術(shù)先進，安全可靠，適用耐久，經(jīng)濟合理外，充分考慮景觀要求，橋型比較盡可能多樣化。擬定了以下三個比選方案：</p><p><b>　　雙索面獨塔斜拉橋：</b></p><p>　　120m+120m=240m對稱布跨，采用固結(jié)體系，塔高60m，塔高H與主跨之比為 0.5，采用H型塔，主梁上斜拉索的標(biāo)準(zhǔn)索距為6m，

8、索塔上斜拉索的索距為2.0+16*1.2+2*1.5m,橋面縱坡 <2%。見布置圖7。</p><p>　　主梁采用實體雙主梁截面，如圖，梁高是2m，是主跨的1/60，梁總寬23m，橋面凈寬8.5m+8.5m,橋面橫坡為1.5%。梁肋外的尖角是風(fēng)嘴，起到導(dǎo)風(fēng)的作用，提高主梁的抗風(fēng)能力，雙索面斜拉索來抵抗梁的扭轉(zhuǎn)作用。</p><p><b>　　截面見圖2 。</b&

9、gt;</p><p>　　圖2 斜拉橋主梁截面</p><p><b>　　雙薄壁連續(xù)剛構(gòu)：</b></p><p>　　圖3 連續(xù)剛構(gòu)布置圖</p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p>　　a).主跨徑的擬定：</p><p>　　主跨徑定為100m，邊

10、跨采用0.65倍的中跨徑，即65m 。橋梁全長為65+100+65=230m ，見圖3。</p><p>　　b)．順橋向梁的尺寸擬定</p><p>　　墩頂處梁高：根據(jù)規(guī)范，取L/20,即5.0m。</p><p>　　跨中梁高：根據(jù)規(guī)范，梁高為1/30～1/50L，取L/40,即2.5 m。</p><p>　　梁底曲線：選用二次拋物線

11、。</p><p>　　c).截面的尺寸如下圖4，</p><p>　　圖4 剛構(gòu)截面圖 </p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p>　　中承式鋼管混凝土拱橋：主跨120m</p><p>　　圖5中承式鋼管混凝土拱橋</p><p>　　a).主拱圈的跨徑L=160m,矢高

12、f=40m，矢跨比=1/4，</p><p>　　b).兩主拱圈向里靠近形成提籃拱橋，可以提高拱橋的整體穩(wěn)定性，</p><p>　　主拱圈的鋼管混凝土的直徑為1.5m,在拱頂處設(shè)有三道橫向聯(lián)系，</p><p>　　在橋面下的拱圈上設(shè)有K型橫聯(lián)，來加強兩拱圈的聯(lián)合作用。</p><p>　　c).吊桿10m間距，主梁采用現(xiàn)澆的方式，如圖6，

13、縱向T梁形式，橫向通過加強橫梁與吊桿相連，把橋面支撐起來。</p><p><b>　　圖6 拱橋梁截面圖</b></p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p><b>　　方案比選 </b></p><p>　　方案一 獨塔斜拉喬方案</p><p>　　斜拉

14、橋方案造型美觀，氣勢宏偉，跨越能力強，60多米的主塔充分顯示其高揚特性，拉索的作用相當(dāng)于在主梁跨內(nèi)增加了若干彈性支撐，從而減小了梁內(nèi)彎矩、梁體自重，從而減小梁體尺寸。施工技術(shù)較成熟。獨塔斜拉橋只有一個大型基礎(chǔ)，在施工過程中主梁梁恒載主要有索塔承擔(dān)，兩邊墩臺荷載較小，對河床兩側(cè)地質(zhì)條件不均勻，一側(cè)較好，一側(cè)較差的橋位較適合。采用塔梁墩固結(jié)體系最為合理，固結(jié)體系可以大大提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。</p><p>　　方案二

15、 連續(xù)剛構(gòu)方案：</p><p>　　綜合了連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋的受力特點，上部結(jié)構(gòu)受力性能同連續(xù)梁橋一樣，而薄壁墩底部所承受的彎矩，梁體內(nèi)的軸力隨著墩高的增大而急劇減小。其彎矩分布合理。采用掛籃懸臂澆注施工；不需大量施工支架和大型臨時設(shè)備，橋梁施工受力狀態(tài)與運營受力狀態(tài)基本相近。施工機械化程度高，技術(shù)先進，方法簡便工藝要求較嚴格。兩個墩可以同時進行施工，施工進度快，占用施工場地少。無須支座，節(jié)省大型支座費用。結(jié)

16、構(gòu)剛度大，變形小，主梁變形撓曲線平緩。</p><p>　　方案三 中承式鋼管混凝土拱橋方案：</p><p>　　采用拱橋，本地形可只需要一跨，減少了修建高大橋墩的工程量，是一種美觀經(jīng)濟的常用橋型。但需考慮混凝土收縮，徐變，溫度變化，基礎(chǔ)不均勻沉降和水平位移引起的影響。采用纜索吊裝施工拱圈，橋面現(xiàn)澆施工。施工技術(shù)成熟。</p><p><b>　　推薦

17、方案</b></p><p>　　綜合多方面因素 ，根據(jù)公路橋涵的設(shè)計要求：技術(shù)先進，安全可靠，適用耐久，經(jīng)濟合理；考慮到本橋與周圍環(huán)境的相配合，并考慮到本橋不遠處已經(jīng)有一座同類型的拱橋，選用預(yù)應(yīng)力混凝土獨塔斜拉橋方案為推薦方案。</p><p>　　下圖為雙索面獨塔斜拉橋布置圖，</p><p>　　圖7 斜拉橋跨徑布置圖</p><

18、;p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p>　　第2部分 斜拉橋設(shè)計與計算</p><p><b>　　第1章 總體設(shè)計</b></p><p>　　第 1節(jié) 斜拉橋概述</p><p>　　斜拉橋是一種橋面體系受壓、支承體系受拉的結(jié)構(gòu)，其橋面體系由加勁梁構(gòu)成，其支承體系由鋼索組成。</p>&

19、lt;p>　　上世紀70年代后，混凝土斜拉橋的發(fā)展可分成三個階段：</p><p>　　第一階段：稀索，主梁基本上為彈性支承連續(xù)梁；</p><p>　　第二階段：中密索，主梁既是彈性支承連續(xù)梁，又承受較大的軸向力；</p><p>　　第三階段：密索，主梁主要承受強大的軸向力，又是一個受彎構(gòu)件。</p><p>　　近年來，結(jié)構(gòu)分析的

20、進步、高強材料的施工方法以及防腐技術(shù)的發(fā)展對大跨斜拉橋的發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。斜拉橋除了跨徑不斷增加外，主梁梁高不斷減小，索距減少到10m以下，截面從梁式橋截面發(fā)展到板式梁截面?；炷列崩瓨蛞咽强鐝?00m～500m范圍內(nèi)最具競爭力的橋梁結(jié)構(gòu)。</p><p>　　第２節(jié) 技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計資料</p><p><b>　　技術(shù)指標(biāo)</b></p><

21、;p>　　1，路線等級：公路一級，雙向四車道：</p><p>　　2，設(shè)計車速：100km/h;</p><p>　　3，橋面寬： 1.5m（拉索區(qū)）+0.5m(防撞護欄)+0.5m(過渡帶)+7.5m(行車道)+ </p><p>　　0.5m(過渡帶)+0.5m(防撞護欄)+1m(隔離帶) +0.5m(防撞護欄) +0.5m(

22、過渡帶)+7.5m(行車道)+0.5m(過渡帶)+0.5m(防撞護欄)+1.5m（拉索區(qū)）;</p><p><b>　　4，設(shè)計作用：</b></p><p>　　汽車作用：公路1級荷載，</p><p>　　溫度作用：體系溫差±20度，主梁的溫度梯度為±5度，梁與拉索的溫差±10度；</p>&l

23、t;p>　　地震烈度：地震基本烈度為7度；</p><p>　　橋下凈空：滿足排洪要求。</p><p>　　橋面縱坡：< 2%.</p><p>　　橋面橫坡 ： i=1.5%</p><p><b>　　設(shè)計采用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》

24、(JTG D60-2004)</p><p>　?。?）《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范》（試行）(JTJ027-96)</p><p>　?。?）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62-2004)度 </p><p>　?。?）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）</p><p><b>　　第3 節(jié) 材料選

25、擇</b></p><p><b>　　1，混凝土</b></p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土主梁的混凝土強度等級為C50，索塔為C50，主墩墩身為C50，承臺、樁基、邊墩和輔助墩墩柱均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級為C40。</p><p><b>　　預(yù)應(yīng)力鋼材</b></p><p&

26、gt;　　橋塔錨索區(qū)的環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋為的精軋螺紋粗鋼筋，強度標(biāo)準(zhǔn)值=930MPa，彈性模量為=2.0×MPa；主梁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋除了施工階段頂板有的精軋螺紋粗鋼筋外，其他均為04規(guī)范中的高強的松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強度1860 MPa,彈性模量為E=1.9×MPa,預(yù)應(yīng)力管道均采用預(yù)埋金屬波紋管成型。采用OVM錨具。</p><p>　　2，普通鋼筋：HRB335=帶肋鋼筋,HRB235光圓鋼筋；&l

27、t;/p><p><b>　　3，斜拉索</b></p><p>　　該橋采用扭絞型平行鋼絲斜拉索，由7mm高強平行鋼絲組成，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值=1670MPa，彈性模量為=2.05×MPa，斜拉索外面包雙層護套，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為彩色高密度聚乙烯，錨具為冷鑄墩頭錨。</p><p><b>　　4，橋面鋪裝</b

28、></p><p>　　8cm厚防水混凝土，容重23KN/。</p><p><b>　　5，支座</b></p><p>　　GPZ抗震型盆式橡膠支座。</p><p><b>　　6，伸縮縫</b></p><p>　　SSFB240型伸縮裝置。</p>

29、<p><b>　　第4 節(jié) 總體設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)交通量的要求，以及道路的通行能力，采用雙向四車道布置。其設(shè)計車速為100km/h，處在高速公路上禁止非機動車輛和行人。</p><p>　　由于該橋的跨徑不大，采用獨塔斜拉橋，其橋塔擬定了門式塔，Ａ型塔，和Ｈ型塔三種方案。門式塔的景觀效果不佳，A型塔需要采用空間索面布置，且橋下的墩很

30、高則導(dǎo)致很大的承臺基礎(chǔ)，通過比較采用H型塔，H型塔構(gòu)造簡單，受力明確。</p><p>　　為方便施工，降低造價，滿足斜拉索的錨固要求，主梁采用實體雙主梁截面，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。為了不削弱主梁的受力截面積，斜拉索錨固在主梁的下面。</p><p>　　橋面鋪裝采用瀝青混凝土，并設(shè)1.5%的橫坡來滿足排水要求。</p><p>　　跨徑組成為120m+120m=240

31、m對稱布跨，塔高60m，塔高H與主跨之比為 0.5，為了降低主梁的高度，減小主梁的彎矩，斜拉索采用密索體系，扇形布置，主梁上斜拉索的標(biāo)準(zhǔn)索距為6m，索塔上斜拉索的索距為2.0+16*1.2+2*1.5m。</p><p>　　斜拉索采用扇形布置，雙索面相互平行。</p><p>　　考慮到橋位處的地形條件，即橋面設(shè)計標(biāo)高很高，最大有40多米深，主梁采用掛籃懸臂澆筑法施工。索塔采用爬模施工。

32、</p><p>　　支撐體系作為結(jié)構(gòu)的邊界條件，其選型既布置是非常重要的。本橋采用塔墩梁固結(jié)體系，該斜拉橋?qū)儆趧倶?gòu)體系。這種體系應(yīng)用在獨塔斜拉橋中有很大的優(yōu)勢，無論是橋梁的建設(shè)中便于懸臂施工，還是橋梁的運營狀態(tài)的性能都很好，由于是獨塔，溫度荷載對其的影響不像雙塔斜拉橋那樣巨大。</p><p><b>　　一、 主梁設(shè)計</b></p><p&g

33、t;　　主梁采用實體雙主梁截面，截面尺寸如圖，梁高是2m，是主跨的1/60，梁總寬23m，橋面凈寬8.5m+8.5m,橋面橫坡為1.5%。梁肋外的尖角是風(fēng)嘴，起到導(dǎo)風(fēng)的作用，提高主梁的抗風(fēng)能力，雙索面斜拉索來抵抗梁的扭轉(zhuǎn)作用。</p><p>　　縱向每隔6m設(shè)置一道橫隔梁（在斜拉索錨固點處），橫梁的設(shè)置主要考慮活載的橫向分布以及橋面板的受力，斜拉索的錨固，以及增強橋梁的橫向剛度，橫梁的位置和斜拉索的錨固相對應(yīng)。

34、本橋的橫梁的厚度為30cm。</p><p>　　圖8 1/2斜拉橋主梁截面</p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p><b>　　二、斜拉索設(shè)計</b></p><p>　　該橋的主塔為空腹結(jié)構(gòu)，上塔柱為斜拉橋錨固區(qū)，兩索面相互平行，在主梁上的基本索距為6.0m，索塔上的基本索距為1.2m，最為冊斜

35、拉索的傾角為26度，為減小斜拉索的風(fēng)振，雨振，在每根斜拉索上設(shè)有減震器。主橋斜拉索獨塔共72根，塔端采用張拉端型錨具，梁端采用錨固端錨具。在張拉過程中，斜拉索采用主塔端張拉，主梁端錨固。該橋采用扭絞型平行鋼絲斜拉索，由7mm高強平行鋼絲組成，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值=1670MPa，斜拉索外面包雙層護套，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為彩色高密度聚乙烯，錨具為冷鑄墩頭錨。斜拉索斷面如圖9。</p><p><b>

36、　　圖9拉索斷面圖 </b></p><p><b>　　三、主塔設(shè)計</b></p><p>　　索塔采用造型美觀的H型塔，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。H型塔造形簡單，受力明確，由于塔柱斜度較小，施工比較方便。</p><p>　　索塔自承臺頂?shù)剿魉數(shù)母呤?7.5m，橋面以下部分索塔高37.5m ，塔高于跨徑的比為0.5，橋面以上30m設(shè)一

37、橫梁，以增強索塔的穩(wěn)定性。</p><p>　　索塔在梁底的部分稱為下塔柱，梁底以上橫梁以下部分為中塔柱，橫梁以上部分為上塔柱。上塔柱直立，為斜拉索錨固區(qū)，高度為28.5m。上，中塔柱截面采用單箱單室，順橋向5.5m長，橫橋向3.0m。上橫梁采用箱室截面，下橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主梁嵌在下橫梁中。細部尺寸如圖10。</p><p><b>　　圖10 索塔構(gòu)造圖</b&g

38、t;</p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p><b>　　四、下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　　根據(jù)地質(zhì)條件，該橋選用樁基礎(chǔ)，每塔46根直徑1.5m的鉆孔灌注樁，為端承樁。采用梅花樁布置，為了減小承臺的體積，減少大體積混凝土的數(shù)量，承臺采用啞鈴型結(jié)構(gòu)，承臺厚5.0m。</p><p>　　在枯

39、水季節(jié)采用土石圍堰 施工樁基以及承臺。</p><p><b>　　整 體 分 析</b></p><p><b>　　第1節(jié) 計算原則</b></p><p>　　斜拉橋的結(jié)構(gòu)分析計算，根據(jù)跨度的大小采用兩種不同的理論。對于特大跨徑的斜拉橋，為消除斜拉索及大變位引起的非線性因素的影響，必須采用有限變形理論；對于中小跨徑的

40、斜拉橋，采用小變形理論即可獲得滿意的結(jié)果。平面桿系有限元法是計算斜拉橋內(nèi)力的基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)理論是小變形理論。</p><p>　　在計算斜拉橋的內(nèi)力及變形時，一般把空間結(jié)構(gòu)簡化成平面結(jié)構(gòu)，但應(yīng)計算荷載橫向分布對結(jié)構(gòu)的影響，以考慮結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)。而斜拉橋結(jié)構(gòu)較柔，拉索的布置形式，主梁抗扭剛度都有影響，故在計算荷載橫向分布系數(shù)時應(yīng)綜合考慮。本設(shè)計在計算斜拉索和索塔的內(nèi)力時，采用杠桿法來考慮荷載的橫向分布系數(shù)。</

41、p><p>　　斜拉橋的內(nèi)力及變形分析主要是斜拉索和索塔，所承受的荷載包括一期恒載，二期恒載，活載，溫度荷載，支座沉降，預(yù)應(yīng)力，斜拉索的初拉力，混凝土的收縮徐變等。</p><p>　　本斜拉橋內(nèi)力計算的基本原則是：</p><p>　?。?）采用小變形理論按一般的平面桿系有限元法計算內(nèi)力，不考慮非線性影響；</p><p>　　（2）為方便施工

42、，拉索一次張拉至設(shè)計值；</p><p>　　（3）索塔在承臺處固結(jié)，不考慮樁基礎(chǔ)的影響；</p><p>　?。?）斜拉索的安全系數(shù)按不小于2.5考慮。</p><p>　　本設(shè)計采用MIDAS Civil Ver6.7.1軟件進行結(jié)構(gòu)分析。</p><p><b>　　第2節(jié) 設(shè)計資料</b></p>

43、<p><b>　　一、截面特性</b></p><p>　　主梁的截面幾何特性是毛截面特性，構(gòu)件的截面性質(zhì)應(yīng)根據(jù)不同的計算階段決定采用換算截面特性還是采用凈截面特性；拉索的面積為單根斜拉索的面積。</p><p>　　截面特性值表 表1</p><p><b>　　二、計算作用

44、</b></p><p><b>　　1． 設(shè)計作用</b></p><p>　　永久作用：結(jié)構(gòu)自重，預(yù)加力，混凝土的收縮徐變作用，基礎(chǔ)變位作用；</p><p>　　可變作用：公路1級荷載，溫度作用。</p><p><b>　　2． 自重</b></p><p&g

45、t;<b>　?。?）一期自重</b></p><p>　　主梁混凝土容重為25.0 KN/，橋塔為26.0 KN/，橫梁自重按均布荷載作用在桿件元上。Midas程序自動計算自重集度。</p><p><b>　?。?）二期自重</b></p><p>　　二期自重是結(jié)構(gòu)體系完成之后，瀝青混凝土鋪裝和防撞護欄按均布荷載作用

46、在桿件元上。其中：</p><p>　　橋面鋪裝：（11.5-1-0.5-1.5）*2*0.07*24=32.64KN/m</p><p>　　防撞護欄：9.73 KN/m</p><p>　　合計：=32.64+9.73=52.1 KN/m</p><p><b>　　3． 汽車荷載</b></p>&l

47、t;p><b>　?。?）設(shè)計荷載</b></p><p>　　公路—I級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為=10.5 KN/m；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值=360 KN。若計算剪力效應(yīng)時，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值=360KN×1.2=432KN。</p><p><b>　?。?）橫向折減系數(shù)</b></p><p>　　本斜拉橋橫向

48、布置設(shè)計車道數(shù)為4，取橫向折減系數(shù)0.67。</p><p><b>　　（3）縱向折減系數(shù)</b></p><p>　　本橋主跨的計算跨徑120m，取縱向折減系數(shù)1。</p><p><b>　　（4）沖擊系數(shù)</b></p><p>　　雙塔斜拉橋（有輔助墩）的豎向彎曲基頻： </p&g

49、t;<p>　　式中　—豎向彎曲基頻（Hz）；　</p><p>　　—斜拉橋主跨跨徑（m）。</p><p>　　=120m，=0.92Hz；當(dāng)﹤1.5Hz時，=0.05；</p><p><b>　　橫向分布系數(shù)</b></p><p>　　《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范》對荷載橫向分布系數(shù)的計算方法沒有明確規(guī)定

50、，經(jīng)作者反復(fù)考慮比較，認為用簡化的平面結(jié)構(gòu)計算斜拉橋的內(nèi)力時，采用杠桿法來求荷載的橫向分布系數(shù)是合理的。橫向分布系數(shù)計算如下：</p><p>　　圖11 橫向分布系數(shù)計算圖</p><p>　　所以，η=9.45/21.5*4*0.67=1.18</p><p><b>　　4. 溫度作用</b></p><p>　　

51、均勻溫度取±20℃，梁、塔與斜拉索的溫差取±10℃，主梁的日照溫差按橋面板升溫5℃計。</p><p><b>　　5. 基礎(chǔ)變位</b></p><p>　　主墩沉降2.0cm。</p><p><b>　　第3節(jié) 建模分析　</b></p><p>　　斜拉橋是一種高次超靜定

52、結(jié)構(gòu)，其力學(xué)結(jié)構(gòu)行為和一般橋梁有所不同。對于梁</p><p>　　式橋梁結(jié)構(gòu)，如果結(jié)構(gòu)尺寸、材料、二期恒載都確定以后，結(jié)構(gòu)的恒載內(nèi)里隨之基本確定，無法進行較大的調(diào)整；而對于斜拉橋，首先是確定其合理的成橋狀態(tài)，即合理的線性和內(nèi)力狀態(tài)，其中最主要的是斜拉索的初張力。</p><p>　　斜拉橋靜力分析的基本過程大致可以分為以下三步：</p><p>　　（1）確定成橋

53、的理想狀態(tài)，即確定成橋階段的索力、主梁的內(nèi)力、位移和橋塔的內(nèi)力。</p><p>　?。?）按照施工過程、方法和計算的需要劃分施工階段。</p><p>　　（3）計算確定施工階段的理想狀態(tài)，經(jīng)過多次反復(fù)才可以達到成橋階段的理想狀態(tài)。</p><p>　　對于本雙索面肋板式斜拉橋的內(nèi)力計算，可將結(jié)構(gòu)沿橋梁中心線分為兩個獨立的單索面桿系結(jié)構(gòu)進行計算，考慮活載的橫向分布

54、系數(shù)。也可將雙索面合并成一個單索面結(jié)構(gòu)進行計算。</p><p>　　本橋是混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，先不考慮預(yù)應(yīng)力筋的作用進行計算，待確定斜拉索的初拉力后，即確定成橋的理想狀態(tài)后，進行施工階段分析并進一步確定各施工階段的配筋，在確定使用階段配筋。之后，回頭計算各種荷載作用下的梁、塔、拉索的內(nèi)力。</p><p>　　一、橋面板的計算寬度 </p><p>　　因為斜拉橋的

55、主梁不是純彎構(gòu)件，且其軸向力沿軸向是累加的，其結(jié)構(gòu)形式也不同（有較密的橫梁）。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)實驗研究表明：在懸臂施工階段，因橋面內(nèi)部有較密的橫梁，而且主梁相當(dāng)于具有連續(xù)支撐的連續(xù)梁，同時增大了頂板的剛度，在密橫梁的情況下，橫梁使得集中力能較快的分布到整個斷面上，設(shè)計中按平面桿系計算的結(jié)果與實際情況偏差較小。</p><p>　　預(yù)應(yīng)力混凝土主梁若干年后，由于混凝土的徐變的作

56、用，截面的用力沿寬度方向的不均勻逐漸減小。因此本橋不考慮剪力滯效應(yīng)的影響，僅對施工階段的應(yīng)力進行控制。</p><p><b>　　二、 結(jié)構(gòu)計算簡圖</b></p><p>　　圖4-1為該橋的結(jié)構(gòu)計算離散圖，邊界條件為：橋塔固定于承臺頂，主梁與塔間為固結(jié)，邊墩均設(shè)縱向活動支座，結(jié)構(gòu)體系屬于剛構(gòu)體系。桿件之間的連接分為兩種：主梁和橋塔本身各桿件之間為固結(jié)，斜拉索與橋

57、塔及主梁之間為鉸結(jié)。一個標(biāo)準(zhǔn)梁段分為2單元，每根斜拉索為一個單元，全橋共劃分101節(jié)點，136個單元，其中主梁單元78個，索單元36個，索塔單元20個，墩單元2個。</p><p><b>　　詳見下頁圖12</b></p><p>　　三、理想成橋狀態(tài)的確定</p><p>　　理想成橋狀態(tài)的確定，其關(guān)鍵是確定成橋狀態(tài)拉索的初拉力。</

58、p><p><b>　　斜拉橋索力調(diào)整理論</b></p><p>　　斜拉橋不僅具有優(yōu)美的外形，而且具有良好的力學(xué)性能，其主要優(yōu)點在于，恒載作用下斜拉索的索力是可以調(diào)整的。斜拉橋可以認為是大跨徑的體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。在力學(xué)性能方面，當(dāng)在恒載作用時，斜拉索的作用并不僅僅是彈性支撐，更重要的是它能通過千斤頂主動地施加平衡外荷載的初張力，正是因為斜拉索的索力是可以調(diào)整的，斜拉索才

59、可以改變主梁的受力條件?；钶d作用下斜拉索對主梁提供了彈性支撐，使主梁相當(dāng)于彈性支撐的連續(xù)梁。由此可見，對于斜拉橋而言，斜拉索的初張力分析是非常重要的。</p><p>　　張拉斜拉索時，實際上已經(jīng)將該斜拉索脫離出來單獨工作，因為斜拉索的張力和結(jié)構(gòu)的其它部分無關(guān)，而只與千斤頂有關(guān)，因此在張拉斜拉索時，其初張力效應(yīng)必須采用隔離體分析。設(shè)在某個階段張拉第5 號和6 號索時，其初張力分別為P5 和P6。</p>

60、;<p>　　首先將斜拉索從結(jié)構(gòu)中隔離出來，其內(nèi)力為初張力P5 和P6，而斜拉索對結(jié)構(gòu)的影響可以采用一對反向的集中力作用在橋塔和主梁上，如圖2-5 所示。將主梁和橋塔上的集中力等效為節(jié)點荷載，迭加進入右端的荷載向量中，求解結(jié)構(gòu)平衡方程得到結(jié)構(gòu)的位移。斜拉橋的調(diào)索方法較多，目前較為常用的主要有剛性支撐連續(xù)梁法、零位移法、</p><p>　　倒拆和正裝法、無應(yīng)力狀態(tài)控制法、內(nèi)力平衡法等。</p&

61、gt;<p>　?。?）剛性支承連續(xù)梁法</p><p>　　剛性支承連續(xù)梁法是指成橋狀態(tài)下，斜拉橋主梁的彎曲內(nèi)力和剛性支撐連續(xù)梁的內(nèi)力狀態(tài)一致。因此，可以非常容易地根據(jù)連續(xù)梁的支承反力確定斜拉索的初張力。</p><p><b>　　（2）零位移法、</b></p><p>　　零位移法的出發(fā)點是通過索力調(diào)整，使成橋狀態(tài)下主梁和

62、斜拉索交點的位移為零．對于滿堂支架一次落架的斜拉橋體系，其結(jié)果與剛性支承連續(xù)梁法的結(jié)果基本一致。</p><p><b>　?。?）倒拆和正裝法</b></p><p>　　倒拆法是斜拉橋安裝計算廣泛采用的一種方法，通過倒拆、正裝交替計算，確定各施工階段的安裝參數(shù)，使結(jié)構(gòu)逐步達到預(yù)定的線形和內(nèi)力狀態(tài)。</p><p><b>　?。?

63、）無應(yīng)力控制法</b></p><p>　　無應(yīng)力控制法分析的基本思路是：不計斜拉索的非線性和混凝土收縮徐變的影響，采用完全線性理論對斜拉橋解體，只要保證單元長度和曲率不變，則無論按照何種程序恢復(fù)還原后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線形將與原結(jié)構(gòu)一致。應(yīng)用這一原理，建立斜拉橋施工階段和成橋狀態(tài)的聯(lián)系。</p><p>　?。?），斜拉橋所力優(yōu)化實用方法（梁鵬老師的論文）</p>&

64、lt;p>　　理論上，認為索力優(yōu)化的影響矩陣法是最完美的，此方法是基于影響矩陣法原理提出的斜拉橋成橋索力優(yōu)化方法。</p><p>　　本設(shè)計使用的方法是斜拉橋所力優(yōu)化實用方法，進行斜拉索索力的調(diào)整和優(yōu)化。</p><p><b>　　計算步驟：</b></p><p>　　①確定斜拉橋結(jié)構(gòu)布置、壓重等；②建立桿系結(jié)構(gòu)有限元模型，斜拉索用

65、桿單元模擬，單元的抗壓剛度不變，抗彎剛度改為1/1000；③施加結(jié)構(gòu)自重和壓重等外荷載，作一次落架線性分析計算；④調(diào)整壓重參數(shù)，重新計算；既得到彎曲能量最小時的最優(yōu)索力。</p><p>　　根據(jù)拉索的初拉力進行拉索設(shè)計，并計算拉索的下料長度，這部分計算見第九節(jié) 斜拉索設(shè)計。</p><p>　　優(yōu)化后拉索初拉力如下表2 表2 </p>

66、<p>　　調(diào)整后初拉力表3 表3</p><p>　　優(yōu)化后的梁的彎矩圖如圖13。</p><p>　　圖13 斜拉橋主梁彎矩圖</p><p>　　四、 施工過程計算分析</p><p>　　在斜拉橋設(shè)計中，可通過成橋階段分析得到結(jié)構(gòu)的一些必要數(shù)據(jù)、拉索的截面和張力等，

67、除此之外斜拉橋還需要進行施工階段分析。 </p><p><b>　　斜拉橋正裝分析</b></p><p>　　根據(jù)施工方法的不同，斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系會發(fā)生顯著的變化，施工中有可能產(chǎn)生比成橋階段更不利的結(jié)果，所以斜拉橋的設(shè)計要做施工階段分析。按施工的順序進行分析的方法叫施工階段的正裝分析(Forward Analysis)。一般通過正裝分析驗算各個施工階段的產(chǎn)生應(yīng)力，

68、檢查施工方法的可行性，最終找出最佳的施工方法。</p><p>　　從斜拉索的基本原理上看，倒拆分析就是以初始平衡狀態(tài)（成橋階段）為參考計算出索的無應(yīng)力長，再根據(jù)結(jié)構(gòu)體系的變化計算索的長度變化，從而得出索的各階段張力。一個可行的施工階段設(shè)計，其正裝分析同樣可以以成橋階段的張力為基礎(chǔ)求出索的無應(yīng)力長，然后考慮各施工階段的索長變化得出各施工階段索的張力。目前以上述理論為基礎(chǔ)的程序都是大位移分析為主，其原因是懸臂法施工

69、在安裝拉索時的實際長度取值是按實際位移計算的。一般來說新安裝的構(gòu)件會沿著之前安裝的構(gòu)件切線方向安裝，進行大位移分析時時，因為切線安裝產(chǎn)生的假想位移是很容易求出來的，但是小位移分析要通過考慮假想位移來計算拉索的張力是很難的。MIDAS/Civil能夠在小位移分析中考慮假想位移，以無應(yīng)力長為基礎(chǔ)進行正裝分析。這種通過無應(yīng)力長與索長度的關(guān)系計算索初拉力的功能叫未閉合配合力功能。利用此功能可不必進行倒拆分析，只要進行正裝分析就能得到最終理想的設(shè)

70、計橋型和內(nèi)力結(jié)果。</p><p>　　未閉合配合力具體包括兩部分，一是因為施工過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)位移和結(jié)構(gòu)體系的變化而產(chǎn)生的拉索的附加初拉力，二是為使安裝合攏段時達到設(shè)計的成橋階段狀態(tài)合攏段上也會產(chǎn)生附加的內(nèi)力。進行正裝分析時，把計算的拉索與合攏段的未閉合配合力反映在索張力和合攏段閉合內(nèi)力上，就能使初始平衡狀態(tài)和施工階段正裝分析的最終階段的結(jié)果相同</p><p>　　斜拉橋的施工是逐步進

71、行的，祥見“全橋施工流程圖”。首先進行基礎(chǔ)和塔的施工，在支架或托加上澆筑橋塔處的0號塊件，然后安裝掛籃逐段澆筑主梁，帶混凝土達到設(shè)計強度的85%后，張拉主梁內(nèi)的縱向預(yù)應(yīng)力和斜拉索，此為一個施工周期。重復(fù)施工，直到全橋合龍。橫梁作為集中力作用在節(jié)點上。每個施工一個梁段，都對已完成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，隨著施工的進行內(nèi)力不斷累加，直到全橋合龍施加二期恒載后，每個截面的恒載內(nèi)力才確定下來。</p><p>　　根據(jù)施工順序

72、施工周期（10天）以及計算的簡化，本橋施工階段共劃分22個受力階段。 各施工階段的劃分如下：</p><p>　　施工階段1：橋塔的施工，計算模擬為安裝索塔各單元。</p><p>　　施工階段2：安裝0號塊單元，施加預(yù)應(yīng)力筋。并施加掛籃荷載，下一個梁段的混凝土濕重。</p><p>　　施工階段3：安裝1號梁單元 ，</p><p><

73、;b>　　張拉并灌漿鋼束，</b></p><p>　　張拉拉索至設(shè)計索力，</p><p><b>　　上掛藍荷載，</b></p><p>　　下一個梁段的混凝土濕重。</p><p>　　施工階段4～19：重復(fù)階段3的施工過程。</p><p>　　施工階段20：安裝18號

74、梁單元 ，</p><p><b>　　張拉并灌漿鋼束，</b></p><p>　　張拉拉索至設(shè)計索力，</p><p>　　施工階段21：拆除掛籃，</p><p><b>　　安裝合龍梁段19，</b></p><p>　　施加使用階段的預(yù)應(yīng)力筋。</p>

75、<p>　　施工階段22：施加二期恒載。</p><p>　　施工階段23：成橋后的應(yīng)力驗算。</p><p>　　每個施工階段的詳細步驟如下：</p><p><b>　　移掛籃；</b></p><p>　　將本階段需張拉拉索錨固在掛籃上，并第一次張拉；</p><p>　　安裝梁

76、段鋼筋、模板，調(diào)整到設(shè)計標(biāo)高，并對拉索第二次張拉；</p><p><b>　　澆筑該梁段混凝土；</b></p><p>　　張拉對應(yīng)梁段的預(yù)應(yīng)力鋼束；</p><p><b>　　第三次張拉拉索；</b></p><p>　　施工過程代表階段見下圖</p><p>　　圖

77、14 施工階段1 圖15 施工階段2</p><p>　　圖16 施工階段3 圖17 施工階段8</p><p>　　圖19 施工階段20</p><p>　　圖20 施工階段21</p><p>　　圖21 施工階段22</p><p>　　

78、第4節(jié) 結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋布置</p><p>　　主梁采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。其中主梁縱向采用部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件，可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材和工程費用。</p><p>　　對施工階段的預(yù)應(yīng)力的設(shè)置，可按上述的階段劃分計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，只是不考慮預(yù)應(yīng)力的作用，根據(jù)各階段的內(nèi)力情況，按照施工階段的應(yīng)力要求計算所需的預(yù)加力，合理的布置預(yù)應(yīng)力鋼筋。并再次進行結(jié)構(gòu)分析（考慮施工階段的預(yù)應(yīng)力），分析應(yīng)力情況

79、，使各截面的應(yīng)力均滿足規(guī)范的要求。</p><p>　　完成施工階段的配筋計算后，進行使用階段的預(yù)應(yīng)力的計算。首先計算使用階段的內(nèi)力分布。按照上述的階段劃分計算，考慮施工荷載、施工階段的預(yù)應(yīng)力、收縮徐變等得出成橋后的內(nèi)力，然后與活載、沉降、溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力相組合（承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)），根據(jù)內(nèi)力組合結(jié)果，按兩種極限狀態(tài)分別進行配筋計算。調(diào)整預(yù)應(yīng)力的布置，使是結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布達到合理的狀態(tài)。</

80、p><p>　　一、主梁截面中的預(yù)應(yīng)力筋布置圖</p><p>　　1． 施工縱向預(yù)應(yīng)力</p><p>　　本橋的施工預(yù)應(yīng)力筋分兩種：①Ф32的精扎螺紋鋼筋，錨下控制應(yīng)力為σ=837MPa, 預(yù)應(yīng)力管道采用Ф45mm的鐵波紋管；②12Ф15.24 的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨下控制應(yīng)力為σ=1330MPa, 預(yù)應(yīng)力管道采用Ф75mm的鐵波紋管；見圖22。</p>

81、<p>　　圖22 半主梁施工預(yù)應(yīng)力筋布置圖</p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p>　　2．使用階段縱向預(yù)應(yīng)力筋</p><p>　　本橋使用階段預(yù)應(yīng)力筋采用的是19Ф15.24的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨下控制應(yīng)力為σ=1330MPa, 預(yù)應(yīng)力管道采用Ф75mm的鐵波紋管。見圖23。</p><p>　　圖22 半主梁

82、正常使用預(yù)應(yīng)力筋布置圖</p><p>　　注 圖中尺寸以厘米計。</p><p>　　二、加預(yù)應(yīng)力筋后的成橋狀態(tài)彎矩圖</p><p>　　圖24 加預(yù)應(yīng)力筋后的成橋狀態(tài)彎矩圖</p><p>　　由圖24 得知加預(yù)應(yīng)力筋后的成橋狀態(tài)彎矩圖合理。</p><p>　　第5節(jié) 加預(yù)應(yīng)力筋后的各施工階段應(yīng)力分析</

83、p><p>　　施工階段的應(yīng)力分析，是對橋梁可以順利完成的保證。計算中對各個施工階段的梁的應(yīng)力驗算，以下列出個代表階段的應(yīng)力圖來說明。</p><p>　　圖25 加預(yù)應(yīng)力筋后的各施工階段應(yīng)力圖</p><p>　　a.階段2 梁塔上緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為1.9MPa，最大壓應(yīng)力為12.7MPa.</p>&l

84、t;p>　　b.階段2 梁塔下緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為0MPa，最大壓應(yīng)力為9.6MPa.</p><p>　　c.階段3 梁塔上緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為1.3MPa，最大壓應(yīng)力為13.3MPa.</p><p>　　d.階段3 梁塔下緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉

85、應(yīng)力為0MPa，最大壓應(yīng)力為9.7MPa.</p><p>　　e.階段20 梁塔上緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為2.2MPa，最大壓應(yīng)力為14.8MPa.</p><p>　　f.階段20 梁塔下緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為2.1MPa，最大壓應(yīng)力為14.7MPa.</p><p>　　

86、g.階段22 梁塔上緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為0MPa，最大壓應(yīng)力為16.47MPa.</p><p>　　h.階段22 梁塔下緣的應(yīng)力圖</p><p>　　最大拉應(yīng)力為0MPa，最大壓應(yīng)力為16.47MPa.</p><p><b>　　施工階段應(yīng)力分析</b></p><p&g

87、t;　　各施工階段的應(yīng)力最大壓應(yīng)力為16.47MPa<0.70*0.85*32.4=19.28MPa,最大拉應(yīng)力0.70*0.85*2.65=1.58MPa<2.23MPa< 1.15 *0.85*2.65=2.59MPa,在受拉區(qū)布置普通鋼筋滿足要求。</p><p>　　由于構(gòu)件在混凝土強度達到設(shè)計強度的85%后施加預(yù)應(yīng)力，故取標(biāo)準(zhǔn)強度的0.85倍。</p><p>

88、<b>　　施工階段預(yù)拱度計算</b></p><p>　　圖26 施工預(yù)拱度圖表 注 圖中以米為單位</p><p>　　第6節(jié) 恒載內(nèi)力計算</p><p>　　在計算各階段的內(nèi)力時，同時考慮混凝土的收縮徐變的影響，掛籃及機具的重量安1000KN計。根據(jù)成橋模型考慮未閉合配合力進行正裝分析，施工階段的內(nèi)力計算結(jié)果見下表</p>

89、<p>　　主梁恒載內(nèi)力表 表4</p><p>　　索塔恒載內(nèi)力表 表5</p><p>　　注：位置中I ,J分別表示單元的左右截面。</p><p>　　恒載索力表 表6</p&g

90、t;<p>　　注：表中索力為雙索面的兩根索共同受力。</p><p>　　第7節(jié) 在成橋狀態(tài)下汽車荷載及其他荷載內(nèi)力計算</p><p>　　本斜拉橋的設(shè)計荷載 ：是公路1級荷載。車輛荷載僅用于橋面板的設(shè)計。</p><p>　　斜拉橋為高次超靜定結(jié)構(gòu)，采用手工進行各截面的影響線計算及汽車荷載的加載非常冗繁，本設(shè)計采用韓國大型軟件midas6.7.1

91、進行影響線計算并進行動態(tài)規(guī)劃法進行活載內(nèi)力計算。</p><p>　　主梁，索塔，斜拉索的活載內(nèi)力計算結(jié)果如表7、表8、表9。</p><p>　　拉索內(nèi)力表 表7</p><p>　　注：表中索力為雙索面的兩根索共同受力。</p><p>　　表中索力正值為拉索受壓，負值為

92、拉索受拉。</p><p>　　梁的內(nèi)力表 表8</p><p>　　塔的內(nèi)力表 表9</p><p>　　溫度，基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計算</p><p>　　由于斜拉索與橋塔和混凝土主梁對溫度影響的變化效應(yīng)不同（鋼

93、的線膨脹系數(shù)為0.0000015,混凝土為0.00001），因此溫度次內(nèi)力必須計算。溫度次內(nèi)力的計算分兩種：(1)桿件元件均勻升溫，斜拉索桿件與混凝土桿件之間存在溫差；(2)由日照引起的主梁桿件上下緣及橋塔左右緣的溫度。</p><p>　　支座不均勻沉降考慮了兩種情況：(1)在主塔處沉降2.0cm;(2) 橋臺處的支座沉降1.0cm 。</p><p>　　溫度次內(nèi)力及基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計算

94、結(jié)果見表10、表11、表12、表13。</p><p>　　支座沉降主梁內(nèi)表 表10</p><p>　　主梁溫度次內(nèi)力計算表 表11</p><p>　　支座沉降引起的塔的內(nèi)力表 表12 </p><p&

95、gt;　　溫度引起的塔的內(nèi)力表 表13</p><p><b>　　變形及支座反力</b></p><p>　　主梁梁端的水平位移，跨中豎向位移，塔頂水平位移的計算也是非常重要的，有助于伸縮縫的大小，結(jié)構(gòu)的剛度和正常使用性能。各種荷載作用下的變形見表212222</p><p>　　變形及支座反力

96、 表14</p><p>　　從表中可以看出跨中的豎向活載位移滿足《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范（試行）》(TJ027-96)第3.3.1條的規(guī)定：主梁在豎向汽車荷載作用下的最大豎向計算撓度當(dāng)為混凝土主梁時不應(yīng)超越L/500。本橋的容許撓度為120/500=0.24m，根據(jù)靜力計算結(jié)果，汽車計算撓度為11.3+6.3=17.6cm。說明本橋的剛度滿足規(guī)范要求。</p&

97、gt;<p>　　支座反力則用于確定支座承載能力及下部結(jié)構(gòu)的計算。各種荷載作用下的支座反力見表15。</p><p>　　支座反力表 表15</p><p>　　第8節(jié) 內(nèi)力組合及內(nèi)力包絡(luò)圖</p><p><b>　　一、荷載組合</b></p>

98、<p>　　根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》第4.1.6條規(guī)定：</p><p>　　公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)采用基本組合—--永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)相組合。</p><p>　　公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：</p><p>　　1. 作用短期效應(yīng)組合。</p>

99、;<p>　　2. 作用長期效應(yīng)組合。</p><p>　　設(shè)計中考慮的主要作用效應(yīng)組合見表16：</p><p>　　表16 作用效應(yīng)組合表</p><p>　　基本組合為組合1，短期效應(yīng)組合為組合2 ，長期效應(yīng)組合為組合3 </p><p>　　根據(jù)以上各項內(nèi)力的計算結(jié)果進行組合。</p><p>　

100、　對于正常使用極限狀態(tài)的內(nèi)力組合，預(yù)應(yīng)力作為外荷載，其在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力將參與組合；而對于承載能力極限狀態(tài)，預(yù)應(yīng)力不作為外荷載，將預(yù)應(yīng)力視作結(jié)構(gòu)的組成部分提供結(jié)構(gòu)抗力。</p><p>　　在進行組合中，把拉索的初拉力當(dāng)作恒荷載參與組合。</p><p>　　二、梁、塔、拉索的內(nèi)力組合結(jié)果</p><p>　　梁、塔、拉索的內(nèi)力組合結(jié)果見表17、表18、表19、表2

101、0、 表21、表22。</p><p>　　索梁塔的內(nèi)力組合表 表17 </p><p>　　索梁塔的內(nèi)力組合表

102、 表18</p><p>　　索梁塔的內(nèi)力組合表 表19</p><p>　　索梁塔的內(nèi)力組合表

103、 表20</p><p>　　索梁塔的內(nèi)力組合表 表21</p><p>　　拉索內(nèi)力的組合表 表22</p><p>　

104、　三、梁塔的組合內(nèi)力包絡(luò)圖如下圖</p><p>　　圖26 組合1彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　圖27 組合2彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　圖28 組合3彎矩包絡(luò)圖</p><p>　　由上圖得知梁塔的組合內(nèi)力包絡(luò)圖分布合理。</p><p>　　第9節(jié) 斜拉索的設(shè)計</p><p>　　

105、根據(jù)拉索初拉力確定拉索型號見表23。</p><p><b>　　表23 </b></p><p>　　注：表中拉索為單根拉索。</p><p>　　拉索的編號以及錨具的選擇</p><p><b>　　表24</b></p><p><b>　　拉索下料長度計算&

106、lt;/b></p><p>　　根據(jù)《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范》第5.4.3條規(guī)定：拉索的下料長度是指拉索在設(shè)計溫度下無應(yīng)力狀態(tài)下的下料長度。下料長度的確定首先應(yīng)計算每根拉索的長度基數(shù)，再對之進行若干項修正，如初拉力作用下的彈性伸長修正、初拉力作用下的拉索垂度修正、張拉端錨具位置修正、固定端錨具位置修正。當(dāng)下料時的溫度與設(shè)計溫度不一致時，還應(yīng)考慮溫度修正值。</p><p>　　拉索在設(shè)

107、計溫度時的無應(yīng)力下料長度計算公式（適用于冷鑄錨具）為：</p><p>　　式中 —拉索下料長度；</p><p>　　—每根拉索的長度基數(shù)，是該拉索上下兩個索孔出口處在拉索張拉完成后錨固面的空間距離；可通過對標(biāo)高和拉索兩端點位置的計算求得；</p><p>　　—初拉力作用下拉索彈性伸長修正；</p><p>　　—初拉力作用下的拉索垂度

108、修正；</p><p>　　—張拉端錨具位置修正；如圖29所示。最終位置可設(shè)定螺母定位于錨杯的前1/3處 ；由于本橋的斜拉索兩端均采用張拉端錨具，故僅考慮張拉端錨具的位置修正，根據(jù)錨具的構(gòu)造特點，位置修正為0.23m；</p><p>　　—固定端錨具位置修正；如圖6-1所示。可設(shè)定螺母定位于錨杯的1/2處 ；</p><p>　　—錨固板的厚度,=0.02m；&l

109、t;/p><p>　　—拉索兩端所需的鋼絲墩頭長度，為鋼絲直徑，=7mm。</p><p>　　彈性伸長量和垂度修正值可按下式分別計算：</p><p><b>　　=×/</b></p><p><b>　　=/24</b></p><p>　　式中： —拉索設(shè)計應(yīng)力

110、；</p><p><b>　　—拉索彈性模量；</b></p><p><b>　　—拉索設(shè)計拉力；</b></p><p><b>　　—的水平投影；</b></p><p>　　—拉索每單位長度重量。</p><p>　　圖29 索長計算示意圖&l

111、t;/p><p>　　本橋設(shè)計時認為工廠下料時的溫度與橋梁設(shè)計中所取得設(shè)計溫度一致，故在下料時考慮溫度的修正值；并認為拉索采用無應(yīng)力狀態(tài)下料</p><p>　　根據(jù)設(shè)計荷載確定的拉索的下料長度見表25。</p><p>　　拉索的下料長度表 表25</p><p>　　第3章 截面強度

112、驗算</p><p>　　其內(nèi)容包括承載能力計算，使用階段截面強度驗算等。</p><p>　　一、主梁的截面強度驗算</p><p><b>　　1、承載能力計算</b></p><p>　　抗彎承載能力驗算 表26</p>&l

113、t;p>　　抗剪承載能力驗算 表27</p><p>　　2、使用階段截面強度驗算</p><p>　　使用階段截面正壓力驗算 表28</p><p>　　使用階段截面正拉應(yīng)力驗算

114、 表29 </p><p>　　使用階段截面主應(yīng)力驗算 表30</p><p>　　鋼筋應(yīng)力驗算 表31</p><p>　　由以上的主梁

115、的應(yīng)力驗算結(jié)果表明主梁的強度均滿足規(guī)范要求。</p><p>　　二、索塔的截面強度驗算</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計中，經(jīng)過對橋博和MIDAS兩種程序的試驗比較，最后選擇MIDAS進行斜拉橋的建模分析，計算斜拉橋整體結(jié)構(gòu)在各種作用下產(chǎn)生的內(nèi)力，對索梁塔內(nèi)力進行組合。分析計算中先確定斜拉索的初拉力，得

116、到合理成橋狀態(tài)；再次進行施工階段分析，控制成橋的合理線形。但由于時間倉促，只是對結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)行為進行了分析，未分析結(jié)構(gòu)局部的受力，另外，模型的簡化有不合理之處，特別是施工過程過于簡化。</p><p>　　在本次設(shè)計中，通過老師的指導(dǎo)和查閱學(xué)習(xí)相關(guān)文獻資料，基本明白了橋梁的設(shè)計過程，鞏固復(fù)習(xí)了專業(yè)知識。并進一步了解了斜拉橋從設(shè)計到施工一系列環(huán)節(jié)的相關(guān)知識，對斜拉橋有了更深入地認識，為以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。<

117、;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在畢業(yè)論文結(jié)束之際，我要向四年來所有在學(xué)習(xí)上給予我?guī)椭膸熼L和同學(xué)致謝！感謝你們！ </p><p>　　感謝指導(dǎo)老師羅娜教授！感謝您一直以來的諄諄教導(dǎo)，不厭其煩的指導(dǎo)我解決設(shè)計中遇到的困難和出現(xiàn)的問題。我的設(shè)計能夠很好的完成，與您的教導(dǎo)密不可分。在此謹向指導(dǎo)老師羅娜教授表示誠摯的謝意

118、！</p><p>　　感謝羅娜老師周永超老師的熱心指導(dǎo)，感謝給予我?guī)椭牧致酚?、姚強兩位師兄?lt;/p><p>　　最后，對于學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師在百忙之中審閱我的畢業(yè)設(shè)計表示衷心的感謝！</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><b>　　主要參考文獻</b></p>

119、<p>　　[1] JTJＤ60-2004，公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范［Ｓ］．北京：人民交通出版社．</p><p>　　[2] JTJ001-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［Ｓ］．北京：人民交通出版社．</p><p>　　[3] 試行1966-12-01，公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范［Ｓ］．北京：人民交通出版社．</p><p>　　[4] 劉士林等．斜拉橋［M］．北