摘要
本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面双塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、变截面连续梁桥三个比选桥型。综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面双塔斜拉桥作为推荐设计方案。进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
独塔斜拉桥方案
斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，55米的主塔充分显示其高扬特性，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。施工技术较成熟。
斜拉桥设计与计算
第1部分总体设计
第 1节斜拉桥概述
斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段：第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；
第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力；
第三阶段：密索，主梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。
近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到10m以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。混凝土斜拉桥已是跨径200m～500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
（一）技术指标
1，路线等级：公路一级，双向四车道：
2，设计车速：100km/h;
3，桥面宽： 1.5m（拉索区）+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+ 0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(隔离带) +0.5m(防撞护栏) +0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1.5m（拉索区）。
4，设计作用：
汽车作用：公路1级荷载，
温度作用：体系温差±20度，主梁的温度梯度为±5
度，梁与拉索的温差±10度；
5，地震烈度：地震基本烈度为7.6度；
6，
桥下净空：满足排洪要求，通航等级VI-(2)级航道。 7，
桥面纵坡： 2%. 8， 桥面横坡 ：i=1.5%
（二） 设计采用的规范标准
（1）《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
（2）《公路斜拉桥设计规范》（试行）(JTJ027-96)
（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
（4）《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）
第3 节 材料选择
1，混凝土
预应力混凝土主梁的混凝土强度等级为C50，索塔为C50，主墩墩身为C50，承台、桩基、边墩和辅助墩墩柱均采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C40。
预应力钢材
桥塔锚索区的环向预应力钢筋为32φ的精轧螺纹粗钢筋，强度标准值pk f =930MPa ，弹性模量为s E =2.0×510MPa ；主梁内的预应力筋除了施工阶段顶板有32φ的精轧螺纹粗钢筋外，其他均为04规范中的高强的松弛钢绞线，标准强度1860 MPa,弹性模量为E=1.9×510MPa,预应力管道均采用预埋金属波纹管成型。采用OVM 锚具。
2，普通钢筋：HRB335=带肋钢筋,HRB235光圆钢筋；
3，斜拉索
该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由 7mm 高强平行钢丝组成，抗拉强度标准值pk f =1670MPa ，弹性模量为p E =2.05×510MPa ，斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。
4，桥面铺装
10cm 厚沥青混凝土，容重23KN/3m 。
5，支座
GPZ 抗震型盆式橡胶支座。
6，伸缩缝
SSFB240型伸缩装置。
第4 节 总体设计
根据交通量的要求，以及道路的通行能力，采用双向四车道布置。其设计车速为100km/h ，处在高速公路上禁止非机动车辆和行人。
由于该桥的跨径比较大有388m ，采用双塔三跨式斜拉桥，其桥塔拟定了门式塔，Ａ型塔，和Ｈ型塔三种方案。门式塔的景观效果不佳，A 型塔需要采用空间索面布置，且桥下的墩很高则导致很大的承台基础，通过比较采用H 型塔，H 型塔构造简单，受力明确。
为方便施工，降低造价，满足斜拉索的锚固要求，主梁采用实体主梁截面，预应力混凝土结构。为了不削弱主梁的受力截面积，斜拉索锚固在主梁的下面。
桥面铺装采用沥青混凝土，并设1.5%的横坡来满足排水要求。
跨径组成为95m+198m+95m对称布跨，塔高60m，塔高H与主跨之比为 0.5，为了降低主梁的高度，减小主梁的弯矩，斜拉索采用密索体系，扇形布置，主梁上斜拉索的标准索距为6m，索塔上斜拉索的索距为15m+15*1.5。
斜拉索采用扇形布置，双索面相互平行。
考虑到桥位处的地形条件，即桥面设计标高很高，最大有40多米深，主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工。索塔采用爬模施工。
一、主梁设计
主梁采用实体主梁截面，截面尺寸如图，梁高是2.2m，是主跨的1/100，梁总宽23m，桥面净宽9.5m+9.5m,桥面横坡为2.0%。梁肋外的尖角是风嘴，起到导风的作用，提高主梁的抗风能力，双索面斜拉索来抵抗梁的扭转作用。
纵向每隔6m设置一道横隔梁（在斜拉索锚固点处），横梁的设置主要考虑活载的横向分布以及桥面板的受力，斜拉索的锚固，以及增强桥梁的横向刚度，横梁的位置和斜拉索的锚固相对应。本桥的横梁的厚度为30cm。
二、斜拉索设计
该桥的主塔为空腹结构，上塔柱为斜拉桥锚固区，两索面相互平行，在主梁上的基本索距为6.0m，索塔上的基本索距为1.5m，最为侧斜拉索的倾角为26度，为减小斜拉索的风振，雨Array振，在每根斜拉索上设有减震器。双塔塔柱斜拉
索共60（15+15+15+15）根，塔端采用张拉端型
锚具，梁端采用锚固端锚具。在张拉过程中，斜
拉索采用主塔端张拉，主梁端锚固。该桥采用扭
绞型平行钢丝斜拉索，由 7mm高强平行钢丝组
成，抗拉强度标准值
f=1670MPa，斜拉索外面包双层护套，内层为
pk
黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。斜拉索断面如上图所示。
三、主塔设计
索塔采用造型美观的H型塔，钢筋混凝土结构。H型塔造形
简单，受力明确，由于塔柱斜度较小，施工比较方便。
索塔自承台顶到索塔顶的高是85m，桥面以下部分索塔高30m ，塔高于跨径的比为0.5，桥面以上30m设一横梁，以增强索塔的稳定性。
索塔在梁底的部分称为下塔柱，梁底以上横梁以下部分为中塔柱，横梁以上部分为上塔柱。上塔柱直立，为斜拉索锚固区，高度为25m。上，中塔柱截面采用单箱单室，顺桥向5.5m长，横桥向3.0m。上横梁采用箱室截面，下横梁为预应力混凝土结构，主梁嵌在下横梁中。细部尺寸如图10。
图10 索塔构造图
注图中尺寸以厘米计。
四、下部结构构造
根据地质条件，该桥选用桩基础，每塔46根直径1.5m的钻孔灌注桩，为端承桩。采用梅花桩布置，为了减小承台的体积，减少大体积混凝土的数量，承台采用哑铃型结构，承台厚5.0m。
在枯水季节采用土石围堰施工桩基以及承台。
第二节整体分析
第1节计算原则
斜拉桥的结构分析计算，根据跨度的大小采用两种不同的理论。对于特大跨径的斜拉桥，为消除斜拉索及大变位引起的非线性因素的影响，必须采用有限变形理论；对于中小跨径的斜拉桥，采用小变形理论即可获得满意的结果。平面杆系有限元法是计算斜拉桥内力的基础，其基础理论是小变形理论。
在计算斜拉桥的内力及变形时，一般把空间结构简化成平面结构，但应计算荷载横向分布对结构的影响，以考虑结构的空间效应。而斜拉桥结构较柔，拉索的布置形式，主梁抗扭刚度都有影响，故在计算荷载横向分布系数时应综合考虑。本设计在计算斜拉索和索塔的内力时，采用杠杆法来考虑荷载的横向分布系数。
斜拉桥的内力及变形分析主要是斜拉索和索塔，所承受的荷载包括一期恒载，二期恒载，活载，温度荷载，支座沉降，预应力，斜拉索的初拉力，混凝土的收缩徐变等。
本斜拉桥内力计算的基本原则是：
（1）采用小变形理论按一般的平面杆系有限元法计算内力，不考虑非线性影响；
（2）为方便施工，拉索一次张拉至设计值；
（3）索塔在承台处固结，不考虑桩基础的影响；
（4）斜拉索的安全系数按不小于2.5考虑。
本设计采用MIDAS Civil Ver6.7.1软件进行结构分析。
斜桥与弯桥分析 北京迈达斯技术有限公司 2007年8月
目录 1. 斜桥 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 斜交桥梁的受力特点 (1) 1.3 建模方法 (2) 2. 弯桥 (3) 2.1 概述 (3) 2.2 弯桥的受力特点 (3) 2.3 建模方法 (4) 2.4 弯桥建模例题 (5)
1. 斜桥 1.1 概述 桥梁设计中，会因为桥位、线型的因素，而需要将桥梁做成斜交桥。斜交桥受力性能较复杂，与正交桥有很大差别。平面结构计算软件无法对其进行精确的分析，限制了此类结构桥型的应用。 1.2 斜交桥梁的受力特点 a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力，锐角角隅处出现较小的反力，还可能出现翘 起；（图1.2.1） b) 出现很大的扭矩；（图1.2.2） c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。（图1.2.3 ~ 图1.2.4） 图1.2.1 斜交空心板桥支点反力 图1.2.2 斜交空心板桥扭矩图
图1.2.3 正、斜交板桥自重弯矩图（板单元） 图1.2.4 正、斜交空心板桥自重弯矩图（梁格单元） 这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的关系，斜交角度越大，上述效应就越大。一般来说斜交角度小于20度时，对于简支斜交桥的上述影响可以忽略。如果斜交角度超过20度就必须考虑上述效应的影响。设计人员还应根据实际情况，找出适当的处理方案。 1.3 建模方法 对斜交桥梁多用梁格法建立模型。可用斜交梁格或正交梁格来建模。对于斜交角度小于20度时，使用斜交梁格是非常方便的。但是对于大角度的斜交桥，根据它的荷载传递特性，建议选用正交梁格，而且配筋时也尽量沿正交方向配筋。 图1.3.1 斜交梁格与正交梁格
斜拉桥设计计算参数分析 1 概述 斜拉桥属高次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形、结构内力有着密切的联系。并且在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的断变化,主梁线形和结构内力亦随之不断发生变化。因此,需对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,从而求得斜拉索张拉吨位和主梁挠度、主塔位移等施工控制参数,并依此对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效的管理和控制。 2 设计参数分析 2.1 主梁的中、边跨跨径比 主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系的变形特性和锚索的抗疲劳性能： 从图1、图2可见，三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于2．0～3．5之间，集中在2．5处；三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为1．5～3．0，较集中于2．2处。 就一般而言，中、边跨跨径的比值大于2．0，将能控制锚索的应力幅度在一定的范围内，并提高结构体系的总体刚度。在许多斜拉桥中，虽然中、边跨跨径的比值较小，但边跨中往往采用设置辅助墩或将主梁与引桥连接形成组合体系以提高结构刚度，适应结构的变形要求。 2.2 主梁自重分析 选取某斜拉桥桥5号、9号梁段(见图3)，各自增重5 %(其它参数取理论值) ,分别计算得到在浇筑完5号、9号梁段后各控制点挠度及主梁控制截面弯矩变化情况，见图3 、图4 。 图3：主梁自重增大5 %的梁段挠度影响图4：主梁自重增大5 %的梁段弯矩影响 从图3 、图4可见,梁段自重对控制点挠度的影响较大,且悬臂越大,影响越明显。梁段自重对控制点弯矩的影响更加不容忽视, 9 号梁段自重增大5 %,导致6 号梁段的弯矩值增加至1 200 kN •m ,达到合理成桥状态下该截面弯矩值的7 %。 2.3 主梁弹性模量分析
斜拉桥与悬索桥计算理论简析 以前忘记在哪里看到这篇文章了，感觉就像是研究生交的作业一样，呵呵，不过深入浅出，讲的挺明白，把斜拉桥和悬索桥基本的东西都写出来了。我把它修改了一下贴出来，大家可以当科普性的东西看看。 正文：斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。 一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。 （一）、斜拉桥的静力设计过程 1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方（有些地方领导说了算）进行
方案比选。 2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是：通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。 3、施工图设计阶段此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有：构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。 （二）、斜拉桥的计算模式 1、平面杆系加横分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。 2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷载（风载、地震荷载以及局部温差等）作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种：“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。 3、空间板壳、块体和梁单元计算模式此模式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。 4、从整体结构中取出的特殊构件此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。 （三）、斜拉桥的计算理论根据线性与非线性将其分为三类。 1、微小变形理论，即弹性理论这种计算方法将拉索简化为桁单元，其余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。 2、准非线性计算理论包
使用MIDAS/Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项 斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的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、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。 MIDAS/Civil程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1．未闭合力功能 通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即，初始平衡状态分析（成桥阶段分析）时，同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响；而在正装分析时，合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形，合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil能够在小位移分析中考虑假想位移，以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分，一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力，二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析，只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。 重新说明一下的话，首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的，设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力，利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法，从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求，又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil的未闭合力功能，设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的
河南科技大学 课程设计说明书 课程名称力学软件应用 题目考虑初始预应变的无背索斜 拉桥自重状态下的变形及应力 分析 院系土木工程 班级工力111 学生姓名 指导教师 日期2017年09月18日
目录 第一章选题背景 (1) 1.1无背索斜拉桥介绍及意义 (1) 1.2 课程设计内容和要求 (1) 1.3 建模目的及意义 (4) 第二章建模与求解 (5) 2.1 建模步骤 (5) 2.2 划分网格 (10) 2.3 设置约束 (10) 2.4 加载并求解 (11) 第三章结果分析 (13) 3.1自重下该桥梁变形 (13) 3.2 自重下该桥梁应变 (14) 第四章结论与总结 (15)
第一章选题背景 1.1无背索斜拉桥介绍及意义 斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。中国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座，其中有52座跨径大于200米。20世纪80年代末，我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上，1991年建成了上海南浦大桥（主跨为423米的结合梁斜拉桥），开创了中国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。 1.2 课程设计内容和要求 设计内容：利用ANSYS有限元分析软件对给定无背索斜拉桥进行应力和变形分析。 技术条件：无背索斜拉桥尺寸及计算参数见附件。 要求：建立有限元模型，简述建模过程主要方法，列出关键数据列表；计算在给定的约束条件下各数据点对应的位移和应力图，并对计算结果做出分析说明。 问题介绍如下： 无背索斜拉桥的尺寸及计算参数 如图所示无背索斜拉桥梁模型，利用这一模型完成指定结构分析。
摘要 本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面双塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、变截面连续梁桥三个比选桥型。综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面双塔斜拉桥作为推荐设计方案。进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。 独塔斜拉桥方案 斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，55米的主塔充分显示其高扬特性，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。施工技术较成熟。 斜拉桥设计与计算 第1部分总体设计 第 1节斜拉桥概述 斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。 上世纪70年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段：第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；
第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力； 第三阶段：密索，主梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。 近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到10m以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。混凝土斜拉桥已是跨径200m～500m范围内最具竞争力的桥梁结构。 （一）技术指标 1，路线等级：公路一级，双向四车道： 2，设计车速：100km/h; 3，桥面宽： 1.5m（拉索区）+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+ 0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(隔离带) +0.5m(防撞护栏) +0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1.5m（拉索区）。 4，设计作用： 汽车作用：公路1级荷载， 温度作用：体系温差±20度，主梁的温度梯度为±5 度，梁与拉索的温差±10度； 5，地震烈度：地震基本烈度为7.6度；
计算书 工程名称：郑东新区龙子湖中路跨龙子湖东（B8）桥工程编号： 05-Q-18 设计阶段：施工图设计构件名称：主桥总体计算 第 1 册共 1 册本册16页 计算年月日 校对年月日
同济大学建筑设计研桥梁工程设计分院 1 郑东新区龙子湖中路跨龙子湖东（B8）桥施工图设计 主桥总体计算 一.工程概况 本桥采用96m+72m＝168m的双索面弯塔斜拉桥，塔梁固结。在桥塔处横断面布置为6.25m人行、非机动车道+2.75m索塔分隔带+12.0m机动车道+8.0m中央分隔带+12.0m机动车道+2.75m桥塔分隔带+6.25m人行、非机动车道，总宽度50m，在索塔区以外，主跨人行、非机动车道宽6.75m，边跨人行、非机动车道宽6.25m。 主梁横截面采用两个分离的箱形截面，中间用横梁连接，每个分离箱梁都是双室截面，因此主梁横截面也可以称为双箱双室截面。两个分离的箱形截面中心间距35m，与双索面斜拉索及桥塔两个塔柱的中心间距一致，每个箱形截面的底宽9m，两个分离箱梁间净距26m，箱梁外侧悬臂3m；箱梁高度从桥面中线向两侧1.5％横坡降低，在塔柱中线处箱梁高2.5m，在桥面中线处梁高2.763m。箱梁内顶板厚25cm，悬臂板端部厚18cm，根部厚50cm；底板厚30cm；边腹板宽50cm，梁端处加宽到80cm；主跨和边跨中间腹板宽分别为100cm和200cm，索塔处21m长度范围内的箱梁中腹板宽度350cm，二者之间设渐变段。 连接主梁的横梁间距3m。横梁分为中横梁、端支点处的端横梁及索塔处的塔间横梁三种，桥面中线处横梁高276.3cm。中横梁肋宽30cm，在主梁
悬索桥基本理论知识： 1）众所周知，悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件组成 的柔性悬吊组合体系。主缆是结构体系中的主要承重构件，是几何可变体系，主 要靠恒载产生的初始拉力以及几何形状的改变来获得结构刚度，以抵抗荷载产生 的变形’因而使得大跨度悬索桥在施工阶段具有强烈的几何非线性。 2）在以往的地震反应分析中，惯用的方法是对几 何非线性进行近似考虑，即只考虑缆索的弹性模量的修正和恒载静力平衡时的重 力刚度 Fleming和Eqesli 15】早在1982年就采用线性分析方法和考虑结构几何非线性 的分析方法对跨度200m左右的斜拉桥进行了地震反应分析。Fleming研究的几 何非线性分析计算理论对斜拉桥、悬索桥的非线性研究工作是一个巨大的贡献， 其分析方法至今被人借鉴。他们研究的结论是：线性分析方法和非线性分析方法 所得到的斜拉桥地震反应结果非常相近。 结构几何非线性的影响对地震反应并不显著，但随着跨度增大， 非线性影响将会增大，其趋势是减小结构的反 1LJ．Tuladhar和W．H．Dilg盯18J分别采用等效弹性模量、几何刚度矩阵、u．L．列式考虑结构的几何非线性建立了动力增量方程，分析了跨度从300m到450m 的四座斜拉桥的几何非线性对其静力和地震反应的影响。他们指出对于大跨度斜 拉桥考虑几何非线性后，结构的静力和地震反应都有比较明显的增加。 朱稀和王克海H采用有限位移理论，考虑斜拉索的垂度、结构的梁柱效应和 结构的大位移引起的结构几何非线性，研究大跨度斜拉桥在自重和拉索的初张力 作用下的平面和空间静力、动力分析方法。分析了主跨分别为335m和671m 的三跨斜拉桥，认为斜拉桥结构考虑几何非线性后结构的整体刚度有所提高。 邓育林【”J利用ANSYS软件对主跨460m的重庆市奉节长江公路大桥(斜拉 桥)进行了线性和几何非线性地震时程分析，认为非线性对大跨度斜拉桥动力反 应影响很大，考虑几何非线性后地震反应结果增大。 文献11lI报道林同炎国际咨询公司考虑应力和位移对刚度的影响，利用牛顿 一拉夫森切线刚度迭代法求解结构变形后的平衡方程组，对金门大桥(悬索桥) 的非线性研究结论是：非线性分析计算预计的位移大约比传统的线性结果小18 倍。这样一个结论，几乎可否定传统的线性分析。没有任何文献报道斜拉桥地震 反应的线性分析结果和非线性分析结果具有如此大的差异。
1. 动力特性分析 对大跨度桥梁进行地震反应分析之前，需要先了解其动力特性，即进行特征值分析。特别是基于振型分解的动力反应分析方法，通过特征值分析选取贡献最大的主要振型，无疑可以大大减小计算量而计算结果精度仍满足工程需要。首先将结构的自重、二期恒载（桥面铺装）和附属设施荷载转化为质量，采用集中质量模型——将质量人为集中到选定的结点上。此时质量矩阵是一个对角矩阵。如果单元质量分布不均匀可以考虑不均匀的将质量集中在节点上。这种方法对于空间杆系结构的计算结果较好的，因为它比较合服空间杆系结构的计算假定，即荷载均作用在节点之上；同时，若结构在某些地方存在集中质量（重型设备等），这种方式也是比较合理的。本斜拉桥所采用的动力模型就是一个简化的空间杆系结构。 表1.特征值表格 运用里兹向量法求出的是与三个平动地震动输入直接相关的振型。本例X平动、Y平动、Z平动三个方向都取30阶振型，特征值分析结果（见表1）显示三个方向的振型参与质量分布是，满足规范上振型参与质量达到90%以上的要求。前20阶振型中在三个平动方向的任一方向上的振型参与质量达到2%以上的振型模态如下图1-(1)~1-(8)所示。本组所设计的大跨度漂浮体系斜拉桥的第一振型为纵飘振型，周期长达14.62s，第二振型为，周期仍然很长为12.40s，第三振型的周期就快速下降到了4.92s。控制地震反应的主要振型特征表现为主梁纵飘、桥塔侧弯、对称与反对称竖弯以及对称与反对称侧弯。
（3）第1阶振型：T=14.65s，纵飘 （2）第2阶振型：T=12.40s，对称侧弯
（5）第5阶振型：T=3.30s，右塔侧弯
斜拉桥有限元分析方法 1 平面杆系有限元的计算理论 利用平面杆系进行有限元计算分析时，一般都是把结构简化成按一定方式连接的若干杆件放在一个平面内，其所承受的荷载形式也一起放在这个平面［29-32］。 在平面杆系有限元系统中，分别定义单元两端结点为i 和j (图2-1)。i N 、 i Q i M 和j N 、j Q 、j M 分别为i 、j 结点索承受的轴力、剪力和弯矩；i u 、i v 、i θ以及j u 、j v 、j θ分别为i 、j 结点在结点力作用下的结点位移。其中：与整体坐标系方向一致的结点力和结点位移为正，反之为负；以逆时针转动的结点弯矩和结点转角为正，反之为负。 图2-1 平面梁单元图示 1、利用虚位移原理求解单元的刚度矩阵 假设{}* f 为单元内各结点虚位移，{}e *δ为各结点的虚位移列阵，{}* ε为虚应 变，其矩阵表达式为： {}[]{}e N f ** δ= (2-1) 式中：[]N ——位移中的形函数矩阵。 则，虚应变{}*ε表达式为： {}[]{}e B ** δε= (2-2) 式中：[]B ——应变矩阵。 由弹性力学知识可得知，单元内由虚应变{}*ε做的虚功表达式为： {}[][]{}e T T e T e dV B B E dV U δδσεδ?? ??== ) }({} {** (2-3) 在局部坐标系内，单元结点力应记作为：
T j j j i i i e M Q N M Q N F ][}{0= (2-4) }{p 为单元沿轴线作用的分布荷载，则虚位移{}* f 所作的虚功为： ) }{}{][()}({}{)}({}{}{0* 0** e T T e e T e T e F dx p N F dx p f W +=+= ??δδδ 按照虚位移原理e e W U δδ=，可以得出： e T e T dV B B E F dx p N } {][][}{}{] [0δ????=+ 设： {}e e p e T e F F F dx p N F } {}{}{][}{00+=+= ? (2-5) dV B B E k T ][][][???= (2-6) 所以，式2-5可以改写为： e e k F } ]{[}{δ= (2-7) 式2-5中dx p N F T e p }{][}{?=是分布荷载作用产生的等效结点力；式2-6中][k 为梁单元刚度矩阵在局部坐标系中的表现形式；式2-7即考虑了分布荷载的结点力和位移之间的关系表达式。 对表达式2-7进行积分，就能得出局部坐标系中的单元刚度矩阵表达式： ?? ???????????? ???????? ??????? ?- --- =l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EI l EA l EA l E l EI l EI l EA k 460 260120612000460120][223 2 3 23 称 对 (2-8) 式中：dA y I ?? =2 ——单元截面对主轴惯性矩； A ——单元截面面积。 2、等效节点力的计算 等效节点力［26］，即遵循虚功相等的原理，把原分布荷载等效移植到单元两端节点上的力，其计算表达式为： dx p N F T e p }{][}{?= (2-9)
┊┊┊ ┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要 本设计根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,兼顾技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理的原则，提出了预应力混凝土双索面独塔斜拉桥、预应力混凝土连续刚构、中承式拱桥三个比选桥型。综合各个方案的优缺点并考虑与环境协调，把预应力混凝土双索面独塔斜拉桥作为推荐设计方案。进行结构细部尺寸拟定，并利用Midas6.7.1建模，进行静活载内力计算、配筋设计及控制截面应力验算、变形验算等。经验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。 关键词：预应力混凝独塔斜拉桥成桥合理状态结构分析 Abstract According to the design assignment 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 frame 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. Through create model and run structural analysis, get the effect in the action of dead load, live load,and then calculate the effect in the beam for designing prestressed steel and the checking computation of key section intension, stress, living load distortion, The conclusion can be drawn that the design is up to the assignment. Key word:prestressed concrete；single-pylon cable-stayed bridge；rational dead load state ; structure analysis .
斜拉桥与悬索桥计算原理 斜拉桥与悬索桥计算理论简析分类:桥梁设计2007.3.12 15:32 作 者:frustrationwk | 评论:0 | 阅读:0 斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。一、斜拉桥的计算理论 斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。 (一)、斜拉桥的静力设计过程 1、方案设计阶段 此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方(有些地方领导说了算)进行方案比选。 2、初步设计阶段 本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是:通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。 3、施工图设计阶段
此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有:构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。 (二)、斜拉桥的计算模式 1、平面杆系加横分系数 此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。 2、空间杆系计算模式 此模式用在空间荷载(风载、地震荷载以及局部温差等)作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种:“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。 3、空间板壳、块体和梁单元计算模式 此模式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。 4、从整体结构中取出的特殊构件 此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。 (三)、斜拉桥的计算理论 根据线性与非线性将其分为三类。 1、微小变形理论，即弹性理论 这种计算方法将拉索简化为桁单元，其余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。 2、准非线性计算理论 包括三种:计入收缩徐变的线性弹性分析理论、考虑二阶效应的近似计算以及弹性理论计算
斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200 米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软 土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。（一）、斜拉桥的静力设计过程1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借 设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方（有些地方领导说了算）进行方案比选。 2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是：通过反复计 算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。3、施工图设计阶段 此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有：构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。（二）、斜拉桥的计算模式1、平面杆系加横 分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷 载（风载、地震荷载以及局部温差等）作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种：“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。3、空间板壳、块体和梁单元计算模式此模 式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。4、从整体结构中取出的特殊构件此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集 中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。（三）、斜拉桥的计算理论根据线性与非线性将其分为三类。1、微小变形理论，即弹性理论这种计算方法将拉索简化为桁单元，其 余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。2、准非线性计算理论包括三种：计入收缩徐变的线性弹性分析理论、考虑二阶效应的近似计算以及弹性理论计算结果乘以增大（大于1）系数。适用于概念设 计阶段的计算，或计算中小跨径的斜拉桥。3、有限位移理论这是精确分析施工和正常使 用阶段，以及结构在各种荷载下的静力响应的方法，适用于大跨桥梁设计的技术设计阶段的计算。用于前进分析与倒退分析中，以及成桥状态最优索力的确定。引起斜拉桥几何非线性的因素主要有以下三个方面：（1）索的垂度的影响将斜拉索模拟成桁单元，并用修 正的弹性模量。当索力应力水平较低时，可直接用柔索单元来模拟斜拉索。（2）梁柱效 应斜拉桥的主梁、主塔都工作在压弯状态，引起了梁柱效应。用梁单元分析时，可用稳
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，q 为斜索自重集度，m f 为斜索跨中m 的径向挠度。因索不承担弯矩，根据m 处索弯矩为零的条件，得到： 22111cos 88 m T f q l ql α?==? 2 cos 8m ql f T α= （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： l f l S m 238?+= (2-2) 223 228cos 324m f q l l S l l T α?=-=?= 23 23cos 12d l q l dT T α?=- (2-3) 用弹性模量的概念表示上述垂度的影响，则有： () 33 22321212cos f dT l lT E d l A Aq l L σαγ=?==? (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。 在T 的作用下，斜索的弹性应变为： e e E σε= 因此，等效弹性模量eq E 为： 1e eq e e f e f f E E E E E E σ σσσεε===+++ 即： ()23 112e eq e e E E E L E μγσ= =+ (μ<1) （2-5）
midas关于斜弯桥 -柔性梁格法如果解决实际问题的方面，介绍的都不是很详细，在此希望能通过此论题的开始，起到抛砖引玉的作用，一方面为困惑的设计人员深入了解，另一方面彼此交流互相提高弯桥的设计水平。 目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种： 1、空间梁元模型法 2、空间薄壁箱梁元模型法 3、空间梁格模型法 4、实体、板壳元模型法 第一种方法，是不能考虑桥梁的横向效应的，使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。第二种方法，是第一种方法的改进，主要区别是采用了不同的单元模型，考虑了横向作用如翘曲和畸变。 第四种方法，是解决问题最有效的方法，能够考虑各种结构受力问题。第三种方法，是目前设计及科研中常采用的方法，其特点是容易掌握，且对设计能保证足够的精度，其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法，能充分考虑弯桥横向的受力特性。 弯桥的受力特性如下： 弯桥由于弯扭耦合现象的存在，其应力和变形不再仅仅是弯矩单独的影响，这样使得外梁弯曲应力大于内梁的弯曲应力，外梁的挠度大于内梁的挠度。一般不主张采用加大外腹板高度的箱梁截面形式来改善受力特性。
剪力-柔性梁格法的原理 是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时，由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型，用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性有了以上的理论知识后便可以开始弯桥的设计，步骤如下： 1、截面尺寸的拟订 2、模型的划分 3、模型特性的计算 4、结果整理，并根据内力输出结果配筋 5、检算各项设计指标：设置预偏心，支承反力的调整应力、挠度、裂缝宽度、斜截面承载力检算、抗扭检算等。 现以一三跨曲线梁桥为例说明以上的设计过程。跨径20m+25m+20m;梁高1.6m，端横梁宽1.0m,中横梁宽度均为2.0m 桥面宽为：净8+2x0.5m(防撞栏)；双支座径向距离5.0m,单支座设在横梁中心，曲线半径50.0m,其截面形式如下： 目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加，应用已非常普遍。尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。由于受地形、地物和占地面积的影响，匝道的设计往往受到多种因素的限制，这就决定了匝道桥设计具有以下特点： ⑴匝道桥的桥面宽度比较窄，一般匝道宽度在6～11m左右。 ⑵由于匝道是用来实现道路的转向功能的，在城市中立交往往受到占地面积的限制，所以匝道桥多为小半径的曲线梁桥，而且设置较大超高
斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的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、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。 MIDAS/Civil 程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种 解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1．未闭合力功能 通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构 自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即，初始平衡状态分析（成桥阶段分析）时，同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响；而在正装分析时，合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形，合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil 能够在小位移分析中考虑假想位移，以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分，一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力，二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析，只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。重新说明一下的话，首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的，设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力，利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法，从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求，又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil 的未闭合力功能，设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的模型，只需直接建立正装分析的模型，考虑未闭合力进行分析，就可以得到与倒拆分析相同的分析结果。这样可以避免建立倒拆施工阶段模型的繁琐操作，同时也避免了建立倒拆分析模型时设计人员很容易犯错的问题。 将考虑未闭合力进行正装分析得到的各阶段的索内力，按初拉力重新输入后，不考虑未闭合力进行正装分析，即反映的是实际的施工过程的模拟。根据该分析的结果，设计人员需要进