龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/9e9459159.html, 独塔单索面混凝土斜拉桥受力分析 作者：刘旭勇 来源：《中国房地产业·下半月》2015年第10期 【摘要】本文通过有限元分析软件Midas Civil 2015对一座独塔单索面预应力混凝土斜拉桥进行计算，对其主要受力特点进行分析，为此类斜拉桥的设计提供参考。 【关键词】独塔单索面斜拉桥；调索 引言 斜拉桥按其桥塔的数目一般分为独塔式、双塔式和多塔式。独塔斜拉桥具有跨越性强的优点，可以跨越中小河流，使用最为广泛。 本文通过有限元分析软件Midas Civil 2015对一座独塔单索面预应力混凝土斜拉桥进行计算，对其主要受力特点进行分析，为此类斜拉桥的设计提供参考。 1 工程概况 主桥采用独塔单索面预应力混凝土斜拉桥，总长160m，桥面以上塔高53.0m，塔柱纵向中距3.3m。斜拉索在主梁上标准索距6.5m，主塔上1.8m，桥面宽25.4米。斜拉桥边墩墩顶处支座采用纵向无约束支座形式，梁塔采用固结形式联结。 主梁单箱三室斜腹板截面，箱梁顶宽25.16m，底板宽15.0m，悬臂长4.0m，箱梁对称中心线处梁高2.8m。标准箱梁顶板厚0.28m，底板厚0.25m，外腹板厚0.3m，中腹板为直腹板，厚0.40m。斜拉索为单索面体系，主梁上索距6.5m，主塔上索距1.8m，全桥斜拉索共有9 对，18根。索塔为钢管混凝土结构；索塔总高自桥面起为53m。主塔墩采用圆台形结构，顶 面半径2.75m，底面半径3.5m。转体施工用设备均布在承台上，承台下布置7根φ1.8m的钻孔灌注桩，呈梅花形布置，桩长40m。待转体完成后，将主墩与承台固结，形成塔墩梁固结形式。 2 技术标准 荷载：城—A级；地震烈度：7度；风速： 31.7m/s；桥面路幅宽度：0.6m（护栏）+3.0m （人行道）+8.0m（车行道）+2.2m（索锚区）+ 8.0m（车行道）+ 3.0m（人行道）+ 0.6m（护栏）=25.4m；桥面纵坡：±2.5%；桥面横坡：行车道±1.5%； 3 整体结构分析
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
斜拉桥拱形钢桥塔受力分析与设计 随着现代城市的快速发展,人们对城市斜拉桥的景观要求越来越高,拱形钢桥塔由于其造型优美、节能高效、绿色环保的优势而被广泛采用,但国内相关研究相对较少。而拱形钢桥塔的受力参数、整体稳定形、局部稳定性和极限承载力是设计中考虑的关键问题。 本文首先阐述了钢桥塔的国内外应用和研究状况,对拱形钢桥塔的受力特点和存在的问题进行了梳理。以某工程项目作为研究背景,计算分析了该斜拉桥拱形桥塔在不同荷载下的受力特性,以清晰该形式桥塔的受力形式及设计中需要着重关注的部位。 分析表明该桥的拱形钢桥塔的力学性能良好,能够满足正常使用要求。然后通过调整桥塔截面尺寸、塔柱壁板厚度、横梁尺寸、拉索初拉力和桥塔锚固区位置的参数,研究这些参数的变化对桥塔的静力和弹性稳定性的影响。 分析表明桥塔截面尺寸与横梁尺寸、初拉力和锚固区位置相比对桥塔的应力影响较大,随着桥塔截面尺寸减小桥塔应力有明显增大的趋势,且截面尺寸变化与桥塔应力变化近似反比例关系。同时截面尺寸及壁板厚度引起的桥塔刚度变化和拉索初拉力变化对斜拉桥弹性稳定影响较大,横梁尺寸和锚固区位置对斜拉桥稳定性影响较小。 针对拱形钢桥塔的局部稳定问题,首先阐述了受压加劲板的计算理论,对比了各国规范关于加劲板的设计及极限承载力计算方法,建立了ABAQUS板单元模型进行极限承载力模拟分析。结果表明相对弯曲度较小的加劲板,可视为初始几何缺陷平直板,存在屈曲后的强度,其极限承载力接近与平直板,应按照平直板的翘曲稳定系数进行极限承载力计算;而对于相对弯曲度较大的板件,其极限承载
力折减程度较大,面内弯曲的加劲板的翘曲稳定系数随着相对弯曲度的增大而线性减小,面外弯曲的加劲板翘曲稳定系数随这相对弯曲度的增大而趋于一定值。 最后对比并运用各国钢桥规范分析计算了桥塔节段的极限承载力,尽管方法上有所差别,但结果相差不大,其中我国新规范计算结果与有限元结果最为接近。研究表明拱形钢桥塔的设计不仅要按照规范要求还应该考虑其相对弯曲度进行设置横隔板,通过优化研究案例中的塔柱设计,依然具有较好的力学性能,提高了截面利用效率和经济性。