纜索承重橋梁之斜拉橋設(shè)計計算及實(shí)例

纜索承重橋梁之斜拉橋設(shè)計計算及實(shí)例分析一、斜拉橋靜力分析

(整體分析、局部分析、穩(wěn)定分析及施工理論計算等)二、斜拉橋動力分析

（風(fēng)振分析和地震分析等）斜拉橋的設(shè)計與計算斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系及受力特點(diǎn)斜拉橋計算方法概述斜拉索的結(jié)構(gòu)特性——索垂度效應(yīng)平面桿系有限元法（直接剛度法）計算斜拉橋內(nèi)力和變形斜拉橋的恒載計算（施工理論計算）斜拉橋的活載內(nèi)力分析斜拉橋的溫度內(nèi)力計算和考慮收縮徐變影響的內(nèi)力計算斜拉橋的穩(wěn)定性及局部應(yīng)力第一節(jié)斜拉橋的靜力分析徐變是混凝土應(yīng)力不變的情況下，其應(yīng)變隨時間而增長的現(xiàn)象。考慮收縮徐變影響徐變大小與混凝土的加載齡期、材料組成、結(jié)構(gòu)所處周圍環(huán)境、持荷時間等因素有關(guān)。計算徐變內(nèi)力重分布的方法很多，這里簡要介紹換算彈性模量法。7)斜拉橋的溫度內(nèi)力計算和考慮收縮徐變影響的恒載內(nèi)力計算(續(xù))受到持續(xù)應(yīng)力作用后，混凝土的應(yīng)變可表示為：為加載齡期系數(shù)若近似按老化理論計算:改寫成：考慮收縮徐變影響_換算彈性模量法7)斜拉橋的溫度內(nèi)力計算和考慮收縮徐變影響的恒載內(nèi)力計算(續(xù))于是：將塔柱和主梁單元剛度矩陣中的彈性模量E改為，就可以計算,時間內(nèi)應(yīng)力增量產(chǎn)生的徐變。成為換算彈性模量。8)斜拉橋的穩(wěn)定性及局部應(yīng)力穩(wěn)定性斜拉橋平面穩(wěn)定塔墩面內(nèi)、面外穩(wěn)定塔柱及箱梁在橫向荷載作用下的彎壓穩(wěn)定計算錨下局部應(yīng)力計算: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)力分析主梁及塔柱、索錨固區(qū)的局部應(yīng)力斜拉橋的穩(wěn)定性三、斜拉橋?qū)嵗榻B1）山東濟(jì)南黃河斜拉橋此橋在濟(jì)南市北郊跨越黃河，全長2022.4米，混凝土斜拉橋跨徑布置為：40+94+220+94+40米，五跨連續(xù)混凝土箱梁。

主橋分跨及構(gòu)造型式每個索塔在一個平面內(nèi)拉索為11根，全橋共44+2對拉索。索距8米,高強(qiáng)鋼絲平行編制成束，每根拉索由4-8束組成。橋塔為塔墩固結(jié)門式構(gòu)造，設(shè)三道橫梁。

縱向A型塔，能很好的抵抗不平衡彎矩等。主梁為雙箱梁，之間用橫隔梁聯(lián)系。采用冷鑄鐓頭錨。施工方法及恒載內(nèi)力計算索塔采用支架逐段現(xiàn)澆。主梁采用懸臂澆注，每段長度4米。墩頂段采用支架現(xiàn)澆，副孔部分采用搭設(shè)臨時支架現(xiàn)澆。施工工況見表2-5-1所列。采用一次張拉索力，以后不在調(diào)索。徐變次內(nèi)力在合攏前很小，因此，僅針對合攏后予以計算?；钶d及其它影響活載內(nèi)力及撓度計算采用平面桿系有限元計算，空間影響采用橫向分布系數(shù)予以考慮。溫度影響計算了四種情況：體系溫差±20℃、梁上下緣溫差5℃、塔日照溫差±5℃、索梁溫差±10℃。各工況內(nèi)力見右圖。2）法國國伯勞勞東納納大橋橋（143.5+320+143.5）法國魯魯昂市市附近近的塞塞納河河上，，建成成于1977年，雙雙塔空空心獨(dú)獨(dú)柱，，混凝凝土箱箱梁。。主橋構(gòu)構(gòu)造型型式主梁為為腹板板傾斜斜的單單箱梁梁，按按3米間距距設(shè)置置一對對斜撐撐，連連接在在頂、、底板板兩端端，斜斜撐內(nèi)內(nèi)設(shè)置置軸向向預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋筋。。。3）重慶慶大佛佛寺長長江大大橋雙塔雙雙索面面飄浮浮體系系預(yù)應(yīng)應(yīng)力砼砼斜拉拉橋，，全橋橋長1176米，主主橋?yàn)闉?98m+450m+198m三跨連連續(xù)雙雙塔雙雙索面面預(yù)應(yīng)應(yīng)力混混凝土土斜拉拉橋，，該橋橋主梁梁施工工方法法是分分段懸懸臂現(xiàn)現(xiàn)澆，，主梁梁、橫橫梁和和橋道道板3者整體體現(xiàn)澆澆，待待達(dá)到到設(shè)計計強(qiáng)度度后再再對橫橫梁施施加預(yù)預(yù)應(yīng)力力。塔塔高206.68米。4）法國國諾曼曼底大大橋該橋跨跨越塞塞納河河，全全長2141米，主主跨856米。主主孔中中部鋼鋼箱梁梁，其其余皆皆為混混凝土土梁。。橋梁總總體布布置和和梁體體橫斷斷面橋塔形狀和和斜索分布布斜索錨固細(xì)細(xì)節(jié)施工步驟定義：懸索橋也叫叫吊橋，是是以懸索（（大纜）為為主要承重重結(jié)構(gòu),與與橋塔、吊吊桿、錨錠錠和橋面結(jié)結(jié)構(gòu)（加勁勁梁）組成成的纜索承承重橋，懸懸索承受拉拉力,現(xiàn)在在主要由高高強(qiáng)鋼絲制制成，是目目前跨越能能力最大的的橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)型式。懸索橋橋(SuspensionBridge)結(jié)構(gòu)構(gòu)件加勁梁/桁桁架主纜主塔吊桿錨碇公元651706A.D.1974~198119981931~196419981826188319311067m喬治華盛頓頓橋19371280m金門大橋19641298mVerazzano英國MENAI176m，1826年中國瀘定橋橋110m，1706年Brooklyn486米，，1883年Severnbridge1974，988mHumberbridge1981，1410mGreatbeltbridge1998,1624m明石海峽大大橋日本1991m,1999我國跨海峽橋Messinabridge3300m安瀾橋、珠浦橋秦朝,61m纜索承重橋橋梁——懸索橋的發(fā)發(fā)展懸索橋的起起源可以追追溯到很久久以前，世世界公認(rèn)懸懸索橋最早早出現(xiàn)在中中國，公元元前3世紀(jì)紀(jì)四川已有有竹索橋，，公元前2世紀(jì)，陜陜西已有鑄鑄鐵修建的的鐵索橋。。鑄鐵懸索橋橋起源于東東方，16世紀(jì)出現(xiàn)現(xiàn)于歐洲，，發(fā)展于18世紀(jì)。。纜索承重橋橋梁——懸索橋的發(fā)發(fā)展盧定橋四四川1705,104m纜索承重橋橋梁——懸索橋的發(fā)發(fā)展MENAI懸索橋176米米，1826年，英英國纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展CLIFTON懸索橋214米，1864年，英國纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展BROOKLYN橋286+486+286米，1883年纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展GEORGE_WASHINGTON_BRIDGE，，1067m,1931纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展美國金門大橋美國金門大橋GoldenGateBridge1937年，1280米米，主纜直徑0.93米塔可馬橋美國主跨853米舊橋?qū)挘?1.9m，梁高：2.44m;新橋?qū)挘?8.3m，梁高：10.06mVerazzano1298米，1964年，美國SevernBridge,Wales,firstsuspensionbridgeofthemoderntype,988m,1966FirthofForthRoadBridge,1964408.4+1005.8+408.4纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展HUMBER_BRIDGE1981，1410米纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展GreatbeltBridge(EastBridge1998)span=1624m纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展明石海峽大橋日本纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展1Akashi-Kaikyo1991Kobe-Naruto,Japan19982Xihoumen1650ZhoushanIsland,China20083GreatBeltEast1624Korsor,Denmark19984RunyangSouth1490Zhenjiang,China20055Humber1410Kingston-upon-Hull,UK19816Jiangyin1385Jiangsu,china19997TsingMa1377HongKong,China19978Verrazano-Narrows1298NewYork,USA19649GoldenGate1280SanFrancisco,CA,USA193710Yangluo1280Wuhan,China200711H?gaKusten1210Kramfors,Sweden199712Mackinac1158MackinawCity,MI,USA195713MinamiBisan-seto1100Kojima-Sakaide,Japan198814FatihSultanMehmet1090Istanbul,Turkey198815Bosporus1074Istanbul,Turkey197316GeorgeWashington1067NewYork,NY,USA193117Kurushima-31030Onomichi-Imabari,Japan199918Kurushima-21020Onomichi-Imabari,Japan199919Ponte25deAbril1013Lisbon,Portugal196620ForthRoad1006Edinburgh,UK1964世界大跨徑懸索索橋一覽表世界懸索橋現(xiàn)狀狀總結(jié)美國流派懸索橋橋（出現(xiàn)較早，技技術(shù)成熟）（1）主纜采用用AS法架設(shè)；（2）加勁梁采采用非連續(xù)的鋼鋼桁梁，適應(yīng)雙雙層橋面，并在在橋塔處設(shè)有伸伸縮縫；（3）橋塔采用用鉚接或者栓接接鋼結(jié)構(gòu)；（4）吊索采用用豎直的4股騎騎跨式；（5）索夾分為為左右兩半，在在其上下采用水水平高強(qiáng)螺栓緊緊固；（6）鞍座采用用大型鑄鋼件；；（7）橋面板采采用RC構(gòu)件。纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展英國流派懸索橋橋（出現(xiàn)較晚）（1）采用流線線型扁平鋼箱梁梁作為加勁梁；；（2）早期采用用鉸接斜吊索，，經(jīng)塞文橋、博博斯普魯斯一橋橋以及恒伯爾橋橋的實(shí)踐之后，，在博斯普魯斯斯二橋中改回為為豎直吊索；（3）索夾分為為上下兩半，在在其兩側(cè)采用垂垂直于主纜的高高強(qiáng)螺栓緊固；；（4）橋塔采用用焊接鋼結(jié)構(gòu)或或者鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)；（5）鋼橋面板板采用瀝青混合合料鋪裝。世界懸索橋現(xiàn)狀狀總結(jié)（續(xù)）纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展世界懸索橋現(xiàn)狀狀總結(jié)（續(xù)）日本流派懸索橋橋（1）采用預(yù)制制平行鋼絲索股股架設(shè)主纜，簡簡稱PWS法；（2）加勁梁主主要沿襲美國流流派的鋼桁梁形形式，但近年來來對于非雙層橋橋面的加勁梁也也開始采用流線線型扁平鋼箱梁梁；（3）橋塔主要要采用焊接鋼結(jié)結(jié)構(gòu)；（4）吊索沿襲襲美國流派的豎豎直4股騎跨式式；（5）鞍座采用用鑄焊混合方式式；（6）采用鋼橋橋面板瀝青混合合料鋪裝橋面；；（7）主纜索股股與錨碇內(nèi)鋼構(gòu)構(gòu)架采用預(yù)應(yīng)力力工藝錨固。纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展重慶朝陽橋21.6+186+21.6m1969年我國懸索橋的發(fā)發(fā)展和現(xiàn)狀西藏拉薩達(dá)孜橋橋500米米，1984年纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展福建泰寧金湖橋橋284米，1989年四川奉節(jié)梅溪橋橋205米，1990年大連市北橋48+132+48米，1987年纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展汕頭海灣大橋，1995.124x25+154+452+154+4x25米纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展西陵長江橋900m1996虎門大橋888米，1997.6纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展青馬大橋129.5+1377+4x72米，1997江陰大橋1385米，，1999.10獵德大橋（自錨錨式懸索橋）潤揚(yáng)大橋1490米2005纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展我國懸索橋（建建成和在建，12座，L>1000m）纜索承重橋梁——懸索橋的發(fā)展面臨技術(shù)挑戰(zhàn)：：設(shè)計和計算分析析理論如抗風(fēng)、、抗震、非線性性；深水基礎(chǔ)250-450m；纜索新材料（碳碳纖維等）；新新施工技術(shù)等。。展望21世紀(jì)的的新一代懸索橋橋：21世紀(jì)在全球球范圍內(nèi)需要修修建跨海峽通道道目前已知有：：1）意大利跨墨西拿拿海峽通道；2）西班牙與摩摩洛哥之間跨直直布