第三章斜拉桥计算
①斜拉桥（或者其他桥梁）的计
算分类：
总体分析
局部分析
②局部应力分析方法
③斜拉桥总体分析的特点
a.考虑垂度效应的斜拉索弹性模量修正问题；
b.考虑成桥索力可优化的成桥状态确定问题；
c. 考虑施工分阶段进行，索力反复可调、施工方便、成桥达
到设计内力目标和线形目标的施工张拉力和预拱度确定问题。
3、斜拉索等效弹模与斜拉索水平投影长、斜拉索应力的关系
第二节斜拉桥合理成桥状态3.2.1 成桥恒载索力的初拟
斜拉桥的设计存在一个通过优化成桥索力来优化斜拉桥成桥内力的合理成桥受力状态确定问题：斜拉桥主梁、主塔受力对索力大小很敏感；而斜拉索索力可以调节。
国内外学者探索出了多种方法：简支梁法、恒载平衡法、刚性支承连续梁法、最小弯曲能量原理法、最小弯矩法、内力平衡法（或应力平衡法）、影响矩阵法、用索量最小法。
讲授：李传习成桥恒载索力的初拟的方法
?简支梁法
–方法的定义：选择合理的成桥索力，使主梁在成桥状态的恒载弯矩与以拉索锚固点为主梁支点的简支梁的恒载弯矩一致。（图）–特点：对于不对称结构，塔的弯矩难以照顾，所得结果难以应用。
–适应情况：已用得不多。
?恒载平衡法
–方法：主跨斜拉索索力根据简支梁法确定；边跨斜拉索索力根据塔承受的不平衡水平力为零的条件确定；边跨的压重根据简支梁法确
定。
–特点：主梁成桥恒载弯矩与简支梁相同；主塔恒载弯矩为零。
–适应情况：用得较多，适用范围较广。
?刚性支承梁法
–方法：选择合理的成桥索力，使主梁在成桥状态的恒载弯矩与以拉索锚固点为主梁支点的连续梁的恒载弯矩一致（图）。
–特点：对于不对称结构，塔的弯矩难以照顾；索力跳跃性可能很大，不均匀。
–适应情况：已用得不多。
讲授：李传习成桥恒载索力的初拟的方法（续1）
?最小弯曲能量原理法
–方法（定义）：以弯曲应变能最小为目标函
数。最初该法只适应于恒载索力优化，无法考
虑活载和预应力的影响；将该法与影响矩阵结
合后，这个缺点得到了克服。此方法所得结果
中一般弯矩均比较小，但两端索力不均匀，如
人为调整易使受力状态调乱。
成桥恒载索力的初拟的方法（续2）
?内力平衡法（或应力平衡法）（或者称指定内力法）–方法（定义）：以控制截面内力（或应力）为目标，通过合理选择索力来实现这一目标
–特点：主梁和塔的内力（或应力）都可照顾到；该法的难点在于如何合理地选择控制截面和相应的控制值
–与其他方法的关系：刚性支承连续梁法也是内力平衡法的一个特例，特就特在规定了控制截面内力的确定方法
?影响矩阵法
–方法（定义）：将结构中关心截面的内力、位移或应力等独立元素所组成的列向量作为受调向量{D}，将结构物中可实施调整以改变
受调向量的独立元素——斜拉索索力所组成的列向量作为施调向量{X}，通过影响矩阵[A]建立受调向量与施调向量之间的关系
[A]{X}={D}
–与其他方法的关系：内力（应力）平衡法、最小弯曲能量原理法、用索量最小法、刚性支承连续梁法等均可用影响矩阵的形式来表
示，均可归结为影响矩阵法
成桥恒载索力的初拟的方法（续3）
?零位移法
该法通过合理选择索力使成桥状态结构在恒载作用下，索端交点处位移为零。此方法由于受力原理与刚性支承连续梁类似，结果也相似，而此法由于计入了索的水平力影响，更为合理。
对不对称斜拉桥结构，塔的弯矩难以照顾
?弯矩最小法
该法是以结构弯矩平方和作为目标函数，其结果与弯曲能量最小法接近。
?用索量最小法
该法以索力乘索长的累计值作为目标函数，一般要加约束条件，如索力均匀性条件，控制截面内力约束，约束条件选取至关重要，选取不合理，则难以获得理想结果。
3.2.2 成桥状态检验与调值计算
一、知识要点的回顾与归纳总结
1、结构设计的基本要求
刚度：对索力大小并不敏感，主要通过改变整体布置和截面大小
来保证。
强度（预应力砼、钢筋砼）：正常使用极限状态与配筋、索力有
关；承载能力极限状态与配筋、索力有关。
稳定性：通常通过改变截面尺寸和结构形式来满足，而不是改变
索力。
耐久性：在材料、构造方面采取措施来保证。
讲授：李传习
二、可行域法（预应力筋配筋计算与应力检验）1、原理（要求）：
截面上下缘应力（考虑活载）满足设计要求（不超过规定值）
2、公式推导：
设各符号的含义如下：
—恒载（除预应力以外）产生的主梁轴向力（以压为正）；
—包括全部预加力在内的所有恒载产生的主梁弯矩（以引起下缘拉应力为正）；—全部有效预加力（拉力为正）；、—主梁截面上、下缘活载最大应力（应力以拉为正、压为负）；、—主梁截面上、下缘活载最小应力（应力以拉为正、压为负）；、、—为主梁面积、下缘和上缘抗弯截面模量；
—材料的允许拉应力，[ ]—材料容许压应力（其值为负）。d N d
M y
N sm σxm
σsn σxn σA x W S
W ][l σa
σ
（2）公式的讨论
?主梁恒载弯矩可行域（可行范围）的概念
令：闭区间[
]即为主梁恒载弯矩可行域（可行范围）?主梁最小预应力的概念?主梁恒载弯矩目标值的确定
)
,(Max ),,(Min 222111
da dl d da dl d M M M M M M
==2d M 1d M 如果设计者给出一个值[]d M Δ，使得
≥?21d d M M []
d M Δ则满足上式的最小预加力数量y N 称之为最小预加力，[]d M Δ称为主梁恒载弯矩最小可行域
{}{}[]{}
T A R R Δ+=05、加权系数调整
如果希望某些控制目标调整后的值更接近目标，可采用加权系数对控制目标受控程度进行加强，引入权系数。
[][]{}[]{}[][][]{}[][]{}
T T
A T R A A T A R ρρρρΔ=ΔΔ=Δ式中：
[][][]
21ρρρ=
斜拉桥结构体系 一、结构体系的分类 1、按照塔、梁、墩相互结合方式，可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。 2、按照主梁的连续方式，有连续体系和T构体系等。 3、按照斜拉桥的锚固方式，有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系。 4、按照塔的高度不同，有常规斜拉桥和矮塔斜拉桥体系。 二、结构体系介绍 1、漂浮体系：漂浮体系的特点是塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有支承外，其余全部用拉索悬吊，属于一种在纵向可稍作浮动的多跨柔性支承类型梁。一般在塔柱和主梁之间设置一种用来限制侧向变位的板式活聚四氟乙烯盘式橡胶支座，简称侧向限位支座。 漂浮体系的优点：主跨满载时，塔柱处的主梁截面无负弯矩峰值；由于主梁可以随塔柱的缩短而下降，所以温度、收缩和徐变内力均较小。密索体系中主梁各截面的变形和内力的变化较平缓，受力较均匀；地震时允许全梁纵向摆荡，成为长周期运动，从而吸震消能。目前，大跨斜拉桥多采用此种体系。 漂浮体系的缺点：当采用悬臂施工时，塔柱处主梁需临时固结，以抵抗施工过程中的不平衡弯矩纵向剪力。由于施工不可能做到完全对称，成桥后解除临时固结时，主梁会发生纵向摆动。 2、半漂浮体系：半漂浮体系的特点是塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，成为具有多点弹性支承的三跨连续梁。可以是一个固定支座，三个活动支座；也可以是四个活动支座，一般均设活动支座，以避免由于不对称约束而导致不均衡温度变化。水平位移将由斜拉索制约。 3、塔梁固结体系：塔梁固结体系的特点是将塔梁固结并支承在墩上，斜拉索变为弹性支承。主梁的内力与挠度直接同主梁与索塔的弯曲刚度比值有关。这种体系的主梁一般只在一个塔柱处设置固定支座，而其余均为纵向乐意活动的支座。 塔梁固结体系的优点是显著减少主梁中央段承受的轴向拉力，索塔和主梁的温度内力极小。缺点是中孔满载时，主梁在墩顶处转角位移导致塔柱倾斜，使塔顶产生较大的水平位移，从而显著地增大主梁跨中挠度和边跨负弯矩。 4、刚构体系：刚构体系的特点是塔梁墩相互固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。 种体系的优点是既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求；结构的整体刚度比较好，主梁挠度又小。缺点是主梁固结处负弯矩大，使固结处附近截面需要加大；。再则，为消除温度应力，应用于双塔斜拉桥中时要求墩身具有一定的柔性，常用语高墩的场合，以避免出现过大的附加内力。
第28卷第4期 2012年2月 甘肃科技 Gansu Science and Technology Vol .28No .4Feb .2012 城际轨道交通某大跨度半漂浮体系斜拉桥静力分析 王趁江 （广东珠三角城际轨道交通有限公司，广东广州510500） 摘 要：以城际轨道交通某主跨480m 的半漂浮体系斜拉桥为例，针对所选定的结构体系及构造，采用midas 软件进 行有限元静力分析。针对斜拉桥、主梁和桥塔主要受力构件进行了承载力检算，检算结果表明，所给定的尺寸及配筋满足承载力要求。所给出的研究结论可作为同类桥梁的设计提供借鉴参考之用。关键词：半漂浮体系；斜拉桥；静力分析中图分类号：U445 1工程背景 以城际轨道交通某斜拉桥为例，研究高震区大跨斜拉桥地震反应规律。某桥为主跨480m 的结合梁斜拉桥， 全桥跨径组合为（200+480+200）m 斜拉桥，如图1所示。该桥主梁采用结合梁，斜拉索采用空间扇形索面布置， 桥塔采用“宝瓶”形钢筋混凝土结构，塔高180m ，根据其形态和位置，分为上塔柱、中塔柱和下塔墩。 图1桥型布置 2有限元分析模型 2.1 有限元模型 采用midas 软件建立全桥有限元分析模型，如图2所示。桥塔及桥塔横梁、主梁离散为梁单元，斜拉索离散为桁架单元。全桥共划分为1417个节点，2468个梁单元，152个桁架单元。 图2有限元分析模型 2.2边界条件 斜拉索与主梁和桥塔间采用刚性连接；桥台、辅 助墩处横向、竖向自由度按刚性连接模拟，不约束转 动、 扭转自由度和纵向自由度；考虑桩基的柔性约束刚度，将桩基对桥塔的约束作用等效为刚度矩阵形式进行约束，考虑线性自由度和转动自由度的耦合约束效应。桥塔横梁与主梁之间竖向和横向均按刚性连接模拟，不约束转动自由度，根据不同的减隔振措施约束纵向自由度。2.3 关于非线性效应的考虑 斜拉桥的非线性主要表现在斜拉索的垂度效应、主梁和桥塔的梁柱效应和结构的大位移效应。关于斜拉索的垂度效应问题，初步设计阶段按《公路斜拉桥设计细则》 （JTG /T D65－01－2007）规定的修正弹性模量法进行计算；主梁和桥塔的梁柱效应结合有限元程序、有关规范在结构内力计算和承载力检算中予以考虑；结构的大位移效应由程序自动考虑。 3静力计算结果 3.1 斜拉索 根据有限元计算结果，斜拉索轴向应力包络如图3所示，图3水平坐标为拉索编号，斜拉索沿纵桥 向由小里程向大里程方向编号（1 76号）。由图3可见，标准组合作用下斜拉索最大轴向应力为619.9MPa ，最小安全系数为2.7，大于2.5，满足强度要求。 图3 标准组合作用下斜拉索应力包络（MPa ）
斜拉桥结构体系及特点 斜拉桥亦称矮塔斜拉桥, 其构造特点是在连续梁中支点处设置矮索塔, 其塔高只有斜拉桥索塔高度的一半左右, 斜拉索通过矮索塔上设置的鞍座对主梁产生竖向支反力和水平压力。部分斜拉桥主梁自身刚度较大, 能够承担大部分荷载效应, 斜拉索对主梁只起到一定程度的帮扶作用。斜拉桥是介于斜拉桥和连续梁桥之间的一种新桥型, 兼具斜拉桥和连续梁桥的双重结构特征。 斜拉桥是由上部结构索、塔、梁三种基本构件和下部结构墩台、基础组成的结构体系, 影响部分斜拉桥结构各部分荷载效应最根本的因素是梁、塔、墩之间的结合方式, 不同的结合方式产生不同的结构体系。根据部分斜拉桥结构自身的特点和梁、塔、索、墩的结合方式, 可将部分斜拉桥结构体系划分为三种型式: (1) 塔梁固结体系; (2) 支承体系; (3) 刚构体系, 见图1 所示。（4）半漂浮体系，见图2所示。 （1）塔梁固结体系及特点 塔梁固结、塔墩分离、梁底设支座支承在桥墩上, 斜拉索为弹性支承, 这是一种完全的主梁具有弹性支承的连续梁结构。这种体系必须有一个固定支座, 一般是一个塔柱处梁底支座固定, 而其他支座可纵向活动。这种体系的主要优点是取消了承受很大弯矩的梁下塔柱部分, 代之以一般桥墩, 中央段的轴向拉力较小, 梁身受力也很均匀, 整体温度变化对这种体系影响较小, 几乎可以略去。这种体系结构整体刚度小, 当中跨满载时, 由于主梁在墩顶处的转角位移导致塔柱倾斜, 使塔顶产生较大的水平位移, 因而显著增大了主梁的跨中挠度。上部结构重力和活载反力需经支座传递到桥墩, 因此需设置大吨位支座。 我国的漳州战备桥、小西湖黄河大桥、离石高架桥; 日本的蟹泽桥、士狩大桥、木曾川桥、揖斐川桥、新唐柜大桥均采用这种体系。已建部分斜拉桥采用这种结构体系较多, 与连梁体系相同, 符合部分斜拉桥的概念含义。塔梁固结体系的特点：塔、墩内力最小，温变内力也小，主梁边跨负弯矩较大。 （2）支承体系及特点 塔墩固结、塔梁分离, 主梁在塔墩上设置竖向支承, 支座均为活动支座, 这种体系接近主梁具有弹性支承的连续梁结构。支承体系与梁塔固结体系主梁受力性能基本相同, 塔墩底部承受较大的弯矩。 我国芜湖长江大桥采用的是支承体系, 该体系在部分斜拉桥结构中较少采用。支承体系的特点：支承体系悬臂施工中不需要额外设置临时支点，施工较方便。
2016级大跨度桥梁考查题（每题10分，共100分） 一、简述悬索桥中主缆无应力索长的计算思路和方法？ 答：悬索桥中、边跨中，各索股由索夹紧箍成一条主缆， 因而，通过求解主缆中线再 求索股的无应力长度。但是，悬索桥不同于其他的桥型，其主缆线形并不能由设计者人为确定，而需根据成桥状 态的受力而定。所以，先确定成桥状态主缆各控制点(IP 点和锚点)的位置、矢跨比和主缆的截面几何形状参数、材料参数等，再采取解析迭代法，确定主缆的线形，并求解主缆的缆力和主缆中线的有、无应力长度，然后进一步求解包括锚跨在内的索股长度。 主缆自由悬挂状态下，索型为悬链线。取中跨曲线最低点 为坐标原点，则对称悬链线方程为： 式中：c=H/q ；H 为索力水平投影；q 为主缆每延米重。 主缆自重引起的弹性伸长量为： 主缆无应力长度为： 210S S S S ?-?-= 根据成桥状态主缆的几何线型、桥面线型，求得各吊索的
有应力长度，扣除弹性伸长量，即得吊索无应力长度。 二、简述悬索桥中主索鞍为何要设置边跨方向的预偏？ 答：在空缆状态,由于桥塔相邻跨主缆的无应力长度不同,导致相邻跨主缆水平分力不等。此时,若索鞍仍保持在成桥位置,会使主塔承受较大的不平衡力,需要通过桥塔自身变形来平衡。然而在实际情况中,靠主塔变形改变跨度,减小不平衡力是不现实的,需要通过索鞍的偏移或偏转来调整各跨主缆的张力,使相邻跨主缆在索鞍处保持平衡状态,此时的偏移量或偏转量就是索鞍的预偏量。 悬索桥桥塔设计的合理成桥状态是塔顶没有偏位，塔底没有弯矩，此时塔顶相邻跨主缆水平分力相等。在空缆状态，由于桥塔相邻跨主缆的无应力长度不同，导致相邻跨主缆水平分力不等。此时，若索鞍仍保持在成桥位置，会使主塔承受较大的不平衡力，需要通过桥塔自身变形来平衡。然而在实际情况中，靠主塔变形改变跨度，减小不平衡力是不现实的，需要通过索鞍的偏移或偏转来调整各跨主缆的张力，使相邻跨主缆在索鞍处保持平衡状态。 三、简述主缆和吊索的安全系数一般如何设计取值？
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
斜拉桥的合理成桥状态 一、概述 在通常意义下，桥梁的设计必须遵照适用、经济、安全和美观的基本原则，这在桥梁的初步设计阶段显得尤为突出。桥梁初步设计要解决桥型方案问题，即根据行车、通航等使用要求，选定合适的桥梁类型和立面布置，确定主要的结构尺寸。对于斜拉桥方案，需确定塔的个数、主跨大小、边跨与主跨比例、主梁的截面形式和高度、主塔的形式、斜拉索的布置、主梁与塔和墩的连接或支承方式等主要参数。这些主要参数的确定通常是先根据经验初拟。进行结构分析计算出设计内力，进行截面设计确定配筋和验算应力或裂纹，如果内力和截面设计结果不合理。再修正有关参数重新作结构分析和截面设计，直至满足规范要求。传统的设计方法在计算设计内力时，通常采用一次落架法计算恒载内力，这对于结构体系比牧简单的桥梁（如简支梁桥，采用一次落架法施工的中小型桥梁）来说是可行的，但对于斜拉桥，由于斜拉索需要进行预张拉，因此即使采用一次落架法施工，结构内力的计算也不是确定的。斜拉桥一般采用悬臂法施工，最终的成桥恒载受力状态是通过施工过程一步步形成的，施工过程中斜拉索要逐根安装并进行张拉。施工工序和张拉索力决定了桥梁在施工过程中的受力，也决定了成桥的恒载受力状态。但张拉索力的确定又必须有一个已知的成桥恒载受力状态作为目标才能实现。因此斜拉桥的设计计算首先要解决成桥受力状态的问题。 前，桥梁的设计规范采用极限状态理论，分正常使用和承载能力两种极限状态。按正常使用极限状态验算结构刚度、截面应力或裂纹宽度：按承载能力极限状态验算截面的极限抗力。通常按弹性理论进行结构内力计算，按此内力进行验算。但由于斜拉桥为高次超静定结构，如果要分析结构的极限承载力，则必须考虑材料的塑性，充分计入材料和儿何非线性引起的结构内力重分布，才能真正求出结构的极限承载力，国内外在这方面有一些研究，但还有不少问题需要解决。 二、斜拉桥成桥受力状态确定方法 斜拉桥成桥受力状态包括成桥恒载内力状态和主梁线形状态，并且对于混凝土斜拉桥，由于混凝土收缩徐变的影响，成桥后相当一段时间内恒载内力状态和主梁线形状态会随时间变化，通常认为5年后才能基本稳定。成桥恒载状态应以混凝土收缩徐变荃本完成后的稳定状态为准，但在变化阶段桥梁也应能满足使用要求。 主梁线形状态主要指成桥恒载状态下主梁的标高符合设计标高的要求。这通常在初步设计阶段根据使用要求确定了桥下通航净空、桥面纵坡、竖曲线后就成为了一个明确的目标。
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。
第13卷 第3期2000年7月 中 国 公 路 学 报 China Journal of Highw ay and Transport Vo l.13 No.3July 2000 文章编号:1001-7372(2000)03-0049-04 收稿日期:1999-09-17 作者简介:颜东煌(1961-),男,湖南委底人,长沙交通学院教授,工学硕士. 用应力平衡法确定斜拉桥主梁的合理成桥状态 颜东煌1,李学文2,刘光栋1,易伟建1 (1.湖南大学路桥工程系,湖南长沙 410082; 2.长沙交通学院路桥工程系,湖南长沙 410076) 摘 要:根据主梁截面上、下缘的正应力控制条件,综合考虑活载作用以及斜拉索索力对主梁成桥恒载弯矩的可调性,确定斜拉桥主梁的合理预加力数量和相应的恒载弯矩合理域,并根据实际配置的预加力确定主梁恒载弯矩可行域,为斜拉桥的合理成桥状态的确定提供依据。关键词:斜拉桥;主梁;预应力;合理成桥状态;应力平衡法中图分类号:U448.27 文献标识码:A Deciding the reasonable finished dead state of the main beam of Cable -stayed bridges using stress balanced method YAN Dong -huang 1,LI Xue -w en 2,LIU Guang -do ng 1,YI Wei -jian 1 (1.Depar tment of Hig hw ay and Br idge Engineer ing ,Hunan U niv ersity,Chang sha 410082,China; 2.Departm ent o f Hig hw ay and Bridg e Eng ineer ing ,Chang sha Co mmunicatio ns College ,Chang sha 410076,China ) Abstract :According to norm al str ess controlling conditions on the to p and bo ttom o f beam section,co nsidering live load actio n and adjustability of cable forces for the dead mo ments on the finished state of the main beam ,this paper decides the reasonable prestressing quantity and the relative reasonable limits of dead m oments.It can decide the feasible eimits of dead mo ments of the main beam if the prestress has been g iven.T he r esults can pro vide backg round data for deciding the reasonable finished dead state of the total str ucture o f cable -stayed bridges .Key words :cable -stayed bridge ;main beam ;prestress ;reasonable finished dead state ;stress balanced metho d 影响斜拉桥主梁应力的荷载因素为恒载和活载两大部分。恒载部分包括结构重力、混凝土收缩徐变影响力、斜拉索初张力以及主梁中预加力;活载部分包括规范中所有可能的活载,同时,为方便计算,把成桥后在运营期间的混凝土收缩徐变影响力也作为活载的一部分。笔者所述的“应力平衡法”的基本思路为:根据主梁各截面上下缘的拉压应力控制条件来确定其合理的预加力数量以及恒载弯矩的合理域。合理预加力数量可作为预应力布置的依据。实际布置的预加力通常比斜拉桥整体的合理预加力数量多,根据实际预加力数量确定主梁恒载弯矩可行域,该可行域即可作为确定合理成桥状态时的主梁恒载弯矩控制范围。由于主梁只是斜拉桥整体结构 中的一部分,斜拉桥的合理成桥状态必须综合考虑主梁、塔、索和墩的受力,因此,主梁恒载弯矩可行域必须具有一定的宽度。 1 计算方法 1.1 主梁截面上下缘应力控制条件 1.1.1 符号说明 N d 为恒载(除预应力外)产生的主梁轴向力(以压力为正);M d 为包括全部预加力在内的所有恒载产生的主梁弯矩(以引起下缘拉应力为正);N y 为全部有效预加力(符号为正); sm 、 x m 分别为主梁截面上、下缘活载最大应力(以拉为正,下同); sn 、 x n 分别为主梁截面上、下缘活载最小应力;A 、W x 、W s 分别为主
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；
2010年12期(总第72期 )作者简介：李湛（1978-），男，内蒙古包头人，助理研究员，主要从事桥梁结构的检测与评价工作。 1工程概况 本桥为77+218+620+218+77m 五跨连续钢箱梁斜拉桥，桥面宽度30.1m （ 包含风嘴）。桥型布置见图1所示。钢箱梁采用正交异性板流线形扁平钢箱梁，梁高3.0m (箱内尺寸)，宽30.1m （含风嘴）。桥塔采用钻石型桥塔，采用C50混凝土，塔柱顶高程210.00m ，承台顶高程6.00m ，桥塔总高204.00m ，其中上塔柱高68.50m ，中塔柱高92.00m ，下塔柱高41.00m 。塔柱采用空心箱形断面。 图1总体布置图/cm 2有限元模型的建立 斜拉桥是由索、塔、梁组合形成的一种空间受力结构，在对其进行有限元分析时，首先要将结构离散化，即将桥梁结构划分成若干个单元，各单元之间通过节点相连。进行动力特性分析，建立有限元模型时应该着重 于结构的刚度、质量和边界条件的模拟，为了考虑斜拉索的垂度引起的非线性,其力学模型处理有两类,一类最为简单,直接处理为弹性直杆单元包括单直杆和多直杆),另一类是等效弹性模量法,即索的弹性模量采用Ernst 公式予以折减,本次计算采用前者的简化处理方法。本文根据桥梁的设计资料采用土木工程通用计算软件Midas Civil 中建立了本桥的有限元模型。钢箱梁和主塔均采用梁单元模拟，斜拉索采用桁架单元模拟。全桥模型共有节点474个，梁单元300个，桁架单元168个，模型如图2所示。 图2有限元模型 3动力性能测试 本次固有振动参数采用天然脉动试验法进行测试， 天然脉动试验法即在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的情况下，测定桥跨结构由于桥址处风荷载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起的桥跨结构微小振动响应。通过测量桥塔、钢箱梁和斜拉索的环境振动响应，识别大桥前15阶整体振动的动力特性参数，包括振型振动频率、振型和阻尼比。 测试时根据桥梁现场的实际情况采用有线与无线两 半漂浮体系斜拉桥动力特性的 有限元分析与试验研究 李 湛 （交通运输部公路科学研究院，北京100088） 摘 要：斜拉桥结构的振动特性参数（振动频率、振型及阻尼比）是大桥动力学性能的决定因素之一，也是结构 总体状态的一种表征。斜拉桥结构的结构体系问题、抗风性能、抗震性能均与大桥结构的动力特性密切相关。本文采用Midas Civil 结构分析软件建立了某半漂浮体系钢箱梁斜拉桥的三维有限元模型，分析了大桥的动力特性，并将有限元分析结果与大桥的动力性能测试结果进行了比较。关键词：半漂浮；斜拉桥；动力特性；有限元；脉动试验中图分类号：U448.27 文献标识码： B 237
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
徳州市新河路岔河大桥施工总结 德州市新河路岔河大桥 项目经理部 二OO五年十一月
德州斜拉桥自2004年8月开工后,于2005年11月10日正完成。在大桥施工一年多的时间内，在德州市指挥部、总监处监理处的直接领导下，无论是地方协调还是工程施工，在方方面面都给予我们极大的关心和支持。我项目部全体人员本着“高起点、严要求、争一流、创精品、守合同”的原则，通过全体职工的共同努力下，保质保量地完成了工程施工任务。现将工程施工情况总结如下：、工程概况及完成的主要工程量 新河路岔河大桥是德州市规划道路（新河路）上，跨越漳卫新河的一座城市桥梁，该桥处在德州市城区和开发区之间。主桥为独塔双索面双跨式预应力混凝土斜拉桥，半漂浮体系，跨径组合90m+90m,桥面总宽31m;引桥为预应力混凝土连续梁，跨径组合为3X30m,桥面总宽28m。主桥主墩基础采用? 150cm 钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长63m，共38根桩。上部结构采用双索面斜拉桥的型式，主梁采用双主梁（n型）截面，预应力混凝土结构，混凝土标号C50,梁上索距8m;主塔为钻石型的钢筋混凝土结构，混凝土标号C50,塔座混凝土标号C30,系梁混凝土标号C30。主塔对称中心线桩号为K1+276，坐标系统设置：坐标原点位于塔对称中心线，X 轴位于设计桥梁中心线上，正方向由小桩号直指向大桩号，Y 轴垂直于X 轴，其正方向由南指向北; Z 轴垂直向上，XY 坐标系统由右手螺旋法则构成。塔高75m，两侧塔柱在桥面以上向内1: 4倾 斜，在塔顶合龙。 、精心组织 1 、施工准备 （1 ）合同签订后，我公司立即成立了项目经理部。下设综合办、总工办、财务科、中心试验室、机料科等五个科室及施工处（2）进驻工地后，项目总工组织全体技术人员认真学习规范及合同文件，审核施工设计图纸，认真做好施工预算并重新编制施工组织设计，工程总体施工进度计划和材料供应计划。 （3）进驻工地后，为保证精度要求，测量工程师对所有的水准点及导线点进行反复测量，并将测量成果及时上报，确保工程的顺利进行。4）进驻工地后，我部根据各种材料的需求量、合同及规范的要求，安排专职材料及实验人员对当地及周边地区进行了详细的考察、取样及试验工作，确定了进料的时间、地点，并签定了材料供应合同，有力的保证了连续施工的要求。 2、施工组织 项目部在项目经理、项目总工的带领下，全体人员在思想上保持一致，充分认识到确保工程质量、创精品工程、加快工程进度是工程施工的重中之重，项目部的工作应始终服务并服从于各分部的施工需要。为此，项目部健全了各科室，并充实了技术力量，做到了分工明确，责任明确。项目部要求各科室的技术人员每天检查工地不少于两次，及时把各分部存在的问题反映上来，及时做出决策，这样大大提高了项目部的工作效率。综合办负责施工所需的各项后勤服务
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 .
斜拉桥抗震结构体系研究 1、概述 斜拉桥由桥塔、桥面系、斜拉索、边墩(锚固墩、辅助墩) 和支撑连接装置组成(支座等)。斜拉桥的大部分质量集中在桥面系，因而，地震惯性力也主要集中在桥面系。桥面系的地震惯性力通过斜拉索和支座传递给桥塔、边墩,再由桥塔、边墩传递给基础,进而传递给地基承受。在工程界,斜拉桥的结构体系一般是根据梁、塔、索的结合方式来划分的。梁、塔、索的结合方式不同，则桥面系的地震惯性力的传递方式不同，因此地震反应也将大不相同。 从抗震设计的角度来看,双塔三跨斜拉桥的结构体系大致可分成四类: ①全漂浮体系或半漂浮体系:塔、梁分离,塔与梁之间设0 号索或滑动铰支承;②塔、梁固结体系或塔、梁固定铰支承体系; ③塔、梁不对称约束体系:塔、梁分离,一个塔与梁之间采用固定铰支承,另一个塔与梁之间采用滑动铰支承;④塔、梁弹性约束体系:塔、梁分离,塔与梁之间除设滑动铰支承外,还增设纵向弹性约束装置或构件。 斜拉桥的整体抗震性能主要取决于所选用的结构体系。因此,对各种结构体系进行分析研究,从中选用抗震性能较好的结构体系,在斜拉桥的抗震设计中是非常关键的一步。 2、各种结构体系斜拉桥的抗震性能比较 斜拉桥的整体抗震性能一般从两个方面进行评价,即内力和位移。在地震作用下,斜拉桥的内力和位移都是越小越好。但这两个方面往往是相互矛盾的。要使得内力反应小,往往要付出较大位移的代价,反之也一样。结构的周期越长,则加速度越小,因而内力也越小。不同的结构体系,梁、塔、索的结合方式不同,则体系的刚度也不同。体系的刚度越小,则周期越长,加速度越小,而位移却越大。 (1) 全漂浮体系或半漂浮体系 全漂浮体系或半漂浮体系的塔、梁分离,全漂浮体系的塔与梁之间仅通过0 号索支承,而半漂浮体系的塔与梁之间设滑动铰支承。与其它体系相比,全漂浮体系或半漂浮体系的纵桥向刚度最小,周期最长,因此在地震作用下的位移反应最大,但塔柱的内力反应最小。当斜拉桥的跨度不大时,桥梁的整体刚度相对较大,位移还不成问题,主要是内力控制设计,这时,采用全漂浮体系或半漂浮体系显然是明智的选择,特别是在烈度较高的地区。而随着斜拉桥跨度的增大,位移的矛盾逐渐突出,全漂浮体系或半漂浮体系就越来越不适合了。对于跨度近1000m 的超大跨度斜拉桥,全漂浮体系或半漂浮体系将会导致相当大的位移,应避免采用。 (2) 塔、梁固结体系或塔、梁固定铰支承体系