橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算7共7篇1

1、一、受力特點(diǎn)主梁飄浮體系：相當(dāng)跨內(nèi)具有彈性支承的單跨梁半飄浮體系：相當(dāng)跨內(nèi)具有彈性支承的連續(xù)梁梁塔梁固結(jié)體系：相當(dāng)于配置體外索的連續(xù)梁剛構(gòu)體系：相當(dāng)于配置體外索的連續(xù)剛構(gòu)（壓彎構(gòu)件）索（受拉）：為主梁提供彈性支承塔（受壓為主）：承受索力第四章 混凝土斜拉橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié) 斜拉橋的靜力分析1雙塔斜拉橋與多塔斜拉橋的受力特點(diǎn)234二、計(jì)算方法概述分析方法一般簡化為平面結(jié)構(gòu)，采用桿系有限元計(jì)算直接采用空間桿系有限元方法考慮因素幾何非線性中小跨度索的垂度效應(yīng)P效應(yīng)大跨度：大變形理論收縮、徐變、溫度等引起的變形和內(nèi)力重分布錨下局部應(yīng)力計(jì)算:先進(jìn)行整體分析，然后按圣維南假 定，取出局部進(jìn)行局部應(yīng)力分析

2、施工過程計(jì)算非常重要5三、斜拉索的結(jié)構(gòu)特性索垂度效應(yīng)混凝土斜拉橋的拉索一般為柔性索，高強(qiáng)鋼絲外包的索套僅作為保護(hù)材料，不參加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度對索的受拉性能有影響，同時(shí)索力大小對垂度也有影響。為了簡化計(jì)算，在實(shí)際計(jì)算中索一般采用一直桿表示，以索的弦長作為桿長。關(guān)健問題是考慮索垂度效應(yīng)對索的伸長與軸力的關(guān)系影響，這種影響采用修正彈性模量來考慮，其計(jì)算思路如下：索在恒載作用下的幾何方程設(shè)索無荷載作用時(shí)的長度為l，如下圖，由索任意截面彎矩為零有：1、垂度對索軸向變形的影響6對于索的跨中截面 ,有： 對上式積分可得到索的幾何方程為懸鏈線由7可得：由于：索的伸長與垂度的關(guān)系索的幾何形

3、狀為懸鏈線，如近似按拋物線考慮，則索在自重作用下的長度為：則索的伸長為：8等效彈性模量實(shí)際上在應(yīng)力 索的軸向變性由兩部分組成 （1）索自身的彈性變形 ；（2）垂度效應(yīng) : 則結(jié)構(gòu)的等效彈性模量可表示為則用彈性模量表示有：其中為索容重9四、平面桿系有限元法（直接剛度法）計(jì)算斜拉橋內(nèi)力和變形國內(nèi)對于中小跨度斜拉橋一般采用平面桿系有限元計(jì)算斜拉橋的內(nèi)力和變形，分析時(shí)主梁和塔采用梁單元，而索采用直桿單元，桿單元的彈性模量采用前面推導(dǎo)的修正彈性模量考慮垂度效應(yīng)。桿單元和梁單元的單剛矩陣分別為：1011桿單元式中A，l分別為斜拉索的鋼絲面積和弦長梁單元及P效應(yīng)斜拉橋的主梁和塔都是同時(shí)存在壓力和彎矩。軸力和

4、彎矩相互作用（如下圖），考慮軸力和彎矩相互作用后彎矩平衡方程為：任意截面彎矩12在實(shí)際中采用穩(wěn)定函數(shù)的概念來考慮彎矩和軸力的相互作用，考慮彎矩和軸力相互作用后的單剛矩陣為：上式中： 為未修正的剛度，按結(jié)構(gòu)力學(xué)教材計(jì)算， 為考慮彎矩、軸力相互作用的穩(wěn)定函數(shù)，可參考有關(guān)文獻(xiàn)計(jì)算。13五、斜拉橋的恒載計(jì)算成橋狀態(tài)內(nèi)力的初步確定施工時(shí)張拉索力及梁段標(biāo)高：倒退分析根據(jù)施工過程計(jì)算恒載收縮、徐變的影響溫度影響前進(jìn)分析1、成橋狀態(tài)內(nèi)力的初步確定國內(nèi)成橋狀態(tài)內(nèi)力的初步確定目前有兩種方法：（1）剛性支承連續(xù)梁法；（2）指定主梁應(yīng)力法。其中剛性支承連續(xù)梁法應(yīng)用得較多。14剛性支承連續(xù)梁法所謂剛性支承連續(xù)梁法就是求

5、一組恒載索力值，使主梁在恒載和索力作用下，成橋后索梁連接點(diǎn)處的位移為零。這時(shí)主梁的恒載彎矩即為剛性支承連續(xù)梁的彎矩。具體計(jì)算過程如下：首先根據(jù)一次落架，計(jì)算在恒載作用下（索力為零）索梁連接點(diǎn)處的垂直位移和塔頂水平位移 （ i=1,2,3）然后依次計(jì)算出拉索為單位力時(shí)對這些點(diǎn)的影響量 ，k為節(jié)點(diǎn)編號(hào)，i為拉索邊號(hào)。于是在恒載和索力共同作用下，以使各節(jié)點(diǎn)豎向位移為零為條件可以寫出如下線性方程組：152、倒退分析（計(jì)算施工時(shí)張拉索力、及施工時(shí)梁段標(biāo)高） 倒退分析法是從斜拉橋成橋狀態(tài)（初始恒載狀態(tài)）出法，按照與實(shí)際施工次序相反相反的順序，進(jìn)行逐步倒退計(jì)算而得到各施工階段的控制參數(shù)。結(jié)構(gòu)據(jù)此數(shù)據(jù)按正裝順序施工完畢，在理論上斜拉橋的恒載內(nèi)力和變形便可達(dá)到預(yù)定的成橋狀態(tài)16173、根據(jù)施工過程計(jì)算恒載（前進(jìn)分析1819203、施工空制21前進(jìn)和倒退分析222324六、斜拉橋的活載內(nèi)力分析在成橋狀態(tài)利用影響線加載求活載內(nèi)力索彈性模量僅考慮恒載修正剛度矩陣的P-效應(yīng)僅考慮恒載七、斜拉橋的穩(wěn)定性及局