35_斜拉桥的正装分析(未闭合配合力功能介绍)
用MIDAS/Civil做斜拉桥正装分析
1. 斜拉桥正装分析和未闭合配合力功能
在斜拉桥设计中，可通过成桥阶段分析得到结构的一些必要数据、拉索的截面和张力等，除此之外斜拉桥还需要进行施工阶段分析。
根据施工方法的不同，斜拉桥的结构体系会发生显著的变化，施工中有可能产生比成桥阶段更不利的结果，所以斜拉桥的设计要做施工阶段分析。按施工的顺序进行分析的方法叫施工阶段的正装分析(Forward Analysis)。一般通过正装分析验算各个施工阶段的产生应力，检查施工方法的可行性，最终找出最佳的施工方法。
进行正装分析比较困难的是如何输入拉索的初始张拉力，为了得到初始张拉力值通常先进行倒拆分析，然后再利用求出的初始张拉力进行正装分析。
采用这种分析方法，工程师普遍会经历的困惑是：
1) 在进行正装分析时可以看出正装和倒拆的张力不闭合。
2) 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。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。但在正装分析时，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。如上所述，结构体系的差异导致了初始平衡状态分析（成桥阶段分析）与正装分析的最终阶段的结果产生了差异。
产生上述张力不闭合的原因，大部分是因为工程师没有完全把握索的基本原理或没有适当的分析软件。实际上是不应该产生内力不闭合的，其理由如下：
1) 从理论上讲，在弹性范围内正装分析和倒拆分析在同一阶段的结果应该相同。
2) 如果在计算时考虑合拢段在合拢时的闭合力，就能够得出与初始平衡状态分析(成桥阶段分析)相同的结果。
从斜拉索的基本原理上看，倒拆分析就是以初始平衡状态（成桥阶段）为参考计算出索的无应力长，再根据结构体系的变化计算索的长度变化，从而得出索的各阶段张力。一个可行的施工阶段设计，其正装分析同样可以以成桥阶段的张力为基础求出索的无应力长，然后考虑各施工阶段的索长变化得出各施工阶段索的张力。目前以上述理论为基础的程序都是大位移分析为主，其原因是悬臂法施工在安装拉索时的实际长度取值是按实际位移计算的。一般来说新安装的构件会沿着之前安装的构件切线方向安装，进行大位移分析时时，因为切线安装产生的假想位移是很容
易求出来的，但是小位移分析要通过考虑假想位移来计算拉索的张力是很难的。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。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。
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。进行正装分析时，把计算的拉索与合拢段的未闭合配合力反映在索张力和合拢段闭合内力上，就能使初始平衡状态和施工阶段正装分析的最终阶段的结果相同。
1.1 未闭合配合力的计算 – 拉索
首先，在安装拉索的前一阶段，求出拉索两端节点的位移。
利用拉索两端的位移，求拉索变形前长度（L）与变形后长度（L’）之差。根据差值求出相应的拉索附加初拉力(ΔT)。把求出的附加初拉力(ΔT)和初始平衡状态分析时计算得出的初拉力
L' - L L = Vb Ub Cos Sin θθ=Δ+
EA
ΔT =
ΔL L
f i T =T + T Δ
1.2 未闭合配合力的计算 – 合拢段
三跨连续斜拉桥的中间合拢段合拢时，不会产生内力（只产生自重引起的内力），所以合拢段与两侧桥梁段之间形状是不连续的。为了让合拢段连续地连接在两侧桥梁段上，求出合拢段两端所需的强制变形值，将其换算成能够产生此变形的内力，并将其施加给合拢段后连接在两侧桥梁段上。
1.3 MIDAS/Civil软件考虑未闭合配合力的方法
首先把要计算未闭合配合力的索单元或梁单元定义为一个结构组。
然后在“施工阶段分析控制数据”对话框里的 “赋予各施工阶段中新激活构件初始切向位移”选项和“未闭合配合力”选项前面打勾，然后在右侧的列表里面选择要计算未闭合配合力的结构组。未闭合配合力控制是安装拉索时找出所需拉索张力的功能，在“索初拉力控制”里面选择体内力”。 1.4 析时安装拉索和输入张力的阶段，不能激活和钝化除索单元和索张力以外的单元和其它荷载。
“
考虑未闭合配合力的施工阶段正装分析注意事项
正装分
2. 测试例题 – 1 (两跨非对称斜拉桥)
图1 模型－01的模型
2.2 初始平衡状态分析
首先利用优化方法计算出成桥状态使加劲梁位移最小的索的张力。
拉索 初拉力 (kN)
M1 1007.782
M2 1068.000
M3 1179.248
M4 1328.768
M5 1505.199
主跨
M6 1700.184
M7 1908.042
M8 2125.000
M9 2348.537
M10 2576.941
背索 B1~B10 1767.767
初始平衡状态位移 (单位：mm)
图2 初始平衡状态的位移 初始平衡状态的弯矩 (单位 : kN-m)
图3 初始平衡状态弯矩 初始平衡状态的索力 (单位 : kN)
图4 初始平衡状态索力
2.3 施工阶段正装分析
各施工阶段模型
Stage 1 Stage 6
Stage 14 Stage 19
Stage 29(最终阶段)
Stage 24
图5 各施工阶段模型和荷载
桥面板的自重用集中荷载来考虑，在设置拉索的阶段除索单元和索的张力以外没有激活其他的单元或荷载。
2.4 最终弯矩
图6 初始平衡状态分析
图7 输入倒拆分析中求得的施工控制张力－最终阶段
图8 考虑未闭合配合力的正装分析－最终阶段
2.5 最终阶段索的张力
拉索号 未考虑未闭合配合力
考虑未闭合配合力
成桥阶段 1 1007.77 1007.77 1007.77 2 1068.03 1068.03 1068.03 3 1179.30 1179.30 1179.30 4 1328.82 1328.82 1328.82 5 1505.24 1505.24 1505.24 6 1700.19 1700.19 1700.19 7 1908.03 1908.03 1908.03 8 2124.97 2124.97 2124.97 9 2348.50 2348.50 2348.50 10 2576.89 2576.89 2576.89 背索
1767.77
1767.77
1767.77
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Backstay Cable No.
?->?LFF ???倒拆->正装未闭合配合力成桥阶段
图9 各分析方法的索力比较
2.6 最终阶段加劲梁变形
节点 成桥阶段 倒拆?正装
误差(%) 未闭合配合力 误差(%) 1 0.004048 0.00000499.90% 0.004048 0.00 2 0.000966 -0.3512736463.56% 0.000966 0.00 3 -0.00212 -0.70255-33101.70% -0.00212 0.00 4 -0.00520 -1.05382-20173.64% -0.0052 0.00 5 -0.00828 -1.4051-16871.86% -0.00828 0.00 6 -0.01136 -1.75638-15359.70% -0.01136 0.00 7 -0.01444 -2.10765-14492.90% -0.01444 0.00 8 -0.01752 -2.45893-13931.78% -0.01752 0.00 9 -0.02061 -2.81021-13537.80% -0.02061 0.00 10 -0.02369 -3.16148-13246.34% -0.02369 0.00 11 -0.02677 -3.51276-13021.99% -0.02677 0.00 12 -0.02985 -3.86403-12843.97% -0.02985 0.00 13 -0.03293 -4.21531-12699.65% -0.03293 0.00 14 -0.03602 -4.56659-12579.68% -0.03602 0.00 15 -0.03910 -4.91786-12478.61% -0.0391 0.00 16 -0.04218 -5.26914-12392.33% -0.04218 0.00 17 -0.04526 -5.62041-12318.06% -0.04526 0.00 18 -0.04834 -5.97169-12253.01% -0.04834 0.00 19 -0.05142 -6.32297-12195.75% -0.05142 0.00 20 -0.05451 -6.67424-12144.97% -0.05451 0.00 21 -0.05759
-7.02552
-12099.62%
-0.05759
0.00
???LFF ?->?倒拆->正装
未闭合配合力 成桥阶段 图10 各分析方法的最终阶段位移
倒拆分析各阶段索力(CS1~CS29)
CS
Cable No.
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
1 1259.7
2 4283.1
3 1078.7 1132.0
4 1075.6 1311.1
5 1334.3 2999.7
6 1050.9 1150.3 1291.5
7 1026.8 1191.9 1387.5
8 1006.1 1854.1 2604.6
9 1028.7 1131.5 1276.4 1450.1
10 1005.5 1142.4 1316.0 1511.7
11 903.3 1483.7 2021.5 2489.5
12 1013.7 1114.9 1259.2 1432.9 1626.4
13 993.4 1115.9 1278.3 1466.1 1670.1
14 855.1 1311.9 1751.5 2148.4 2504.0
15 1003.1 1102.3 1245.3 1418.5 1611.8 1818.9
16 985.5 1099.5 1255.3 1438.5 1639.3 1851.9
17 826.3 1214.5 1599.7 1957.2 2285.4 2590.5
18 995.2 1092.5 1234.5 1407.0 1600.1 1807.1 2023.7
19 979.8 1088.2 1239.8 1419.9 1618.7 1830.0 2049.8
20 806.3 1151.7 1503.0 1836.1 2147.3 2440.6 2721.1
21 989.0 1084.9 1225.8 1397.9 1590.7 1797.6 2014.2 2237.7
22 975.4 1079.9 1228.5 1406.6 1604.0 1814.3 2033.5 2259.0
23 791.1 1107.5 1435.9 1752.6 2052.5 2337.9 2612.8 2880.4
24 984.0 1078.6 1218.8 1390.4 1583.0 1789.8 2006.4 2229.9 2458.5
25 971.7 1073.4 1219.9 1396.5 1592.9 1802.6 2021.3 2246.5 2476.4
26 778.6 1074.3 1386.5 1691.5 1983.2 2263.1 2534.2 2799.0 3059.5
27 979.8 1073.4 1212.9 1384.2 1576.6 1783.4 1999.9 2223.4 2452.0 2684.4
28 968.7 1068.2 1213.0 1388.5 1584.2 1793.4 2011.8 2236.8 2466.5 2699.8
29 1007.8 1068.0 1179.3 1328.8 1505.2 1700.2 1908.0 2125.0 2348.5 2576.9
正装分析各阶段索力 (CS1~CS29) – 未闭合配合力
CS
Cable No.
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
1 1259.7
2 4283.1
3 1078.7 1132.0
4 1075.6 1311.1
5 1334.3 2999.7
6 1050.9 1150.3 1291.5
7 1026.8 1191.9 1387.5
8 1006.1 1854.1 2604.6
9 1028.7 1131.5 1276.4 1450.1
10 1005.5 1142.4 1316.0 1511.7
11 903.3 1483.7 2021.5 2489.5
12 1013.7 1114.9 1259.2 1432.9 1626.4
13 993.4 1115.9 1278.3 1466.1 1670.1
14 855.1 1311.9 1751.5 2148.4 2504.0
15 1003.1 1102.3 1245.3 1418.5 1611.8 1818.9
16 985.5 1099.5 1255.3 1438.5 1639.3 1851.9
17 826.3 1214.5 1599.7 1957.2 2285.4 2590.5
18 995.2 1092.5 1234.5 1407.0 1600.1 1807.1 2023.7
19 979.8 1088.2 1239.8 1419.9 1618.7 1830.0 2049.8
20 806.3 1151.7 1503.0 1836.1 2147.3 2440.6 2721.1
21 989.0 1084.9 1225.8 1397.9 1590.7 1797.6 2014.2 2237.7
22 975.4 1079.9 1228.5 1406.6 1604.0 1814.3 2033.5 2259.0
23 791.1 1107.5 1435.9 1752.6 2052.5 2337.9 2612.8 2880.4
24 984.0 1078.6 1218.8 1390.4 1583.0 1789.8 2006.4 2229.9 2458.5
25 971.7 1073.4 1219.9 1396.5 1592.9 1802.6 2021.3 2246.5 2476.4
26 778.6 1074.3 1386.5 1691.5 1983.2 2263.1 2534.2 2799.0 3059.5
27 979.8 1073.4 1212.9 1384.2 1576.6 1783.4 1999.9 2223.4 2452.0 2684.4
28 968.7 1068.2 1213.0 1388.5 1584.2 1793.4 2011.8 2236.8 2466.5 2699.8
29 1007.8 1068.0 1179.3 1328.8 1505.2 1700.2 1908.0 2125.0 2348.5 2576.9 如果模型里没有合拢段时，倒拆分析和前正装析的各阶段索力相同。
3. 测试例题-2(三跨斜拉桥)
模型-01是比较简单的模型，加劲梁假定为刚体，主塔也没有建立到模型中，且没有合拢段，也没有在边跨生成支承条件的过程。但在实际工程中大部分的斜拉桥会有临时支承、塔梁临时连接等影响结构不闭合的诸多因素。考虑未闭合配合力的斜拉桥正装分析为了能够适用于实际结构，要证明它能够适用于各种类型的结构情况。
下面通过包含合拢段的合拢过程、施工阶段边界变化、临时支承的安装和拆除过程的简单模型来验证未闭合配合力功能在实际工程上的应用。
单元类型 弹性模量 (kN/m2) 容重(kN/m3) 拉索 桁架 1.57E7 7.85
加劲梁 梁单元 2.1E7 7.85
上 梁单元 2.1E7 7.85
主塔
下 梁单元 2.5E6 2.5
3.2 初始平衡状态分析
先通过初始平衡状态分析，计算成桥阶段的索力。此模型通过控制水平位移和加劲梁的弯矩来计算满足条件的索拉力。
图12 成桥模型
约束条件
-主塔水平位移 : 34号节点水平位移(DX) = 0
-加劲梁弯矩 : 适当限制弯矩
图13 成桥阶段索初拉力 (单位 : tonf)
图14 初始平衡状态索张力(单位:tonf)
图15 初始平衡状态加劲梁弯矩 (单位:tonf-m)
图16 初始平衡状态竖向变形图 (单位：mm)
3.3 考虑未闭合配合力的正装分析
利用初始平衡状态分析得出的拉索初拉力进行正装分析。只对中间跨的合拢段和第二施工阶段激活的边跨部分使用了未闭合配合力功能。中间跨合拢段的合拢和边跨连接支座过程都是结构体系变化的阶段，所以也对边跨的加劲梁考虑了未闭合配合力。
各施工阶段的施工内容如下。
施工阶段 施工内容 备注
Stage1 主塔、边跨端部支座、塔梁临时连接部位临时支承
Stage2 边跨加劲梁 考虑未闭合配合力 Stage3 施加挂篮荷载
Stage4 拆除临时支承, 边跨拉索(S1) 考虑未闭合配合力 Stage5 中间跨加劲梁
Stage6 中间跨拉索 (C1) 考虑未闭合配合力 Stage7 移动挂篮荷载
Stage7-1 边跨拉索(S2) 考虑未闭合配合力 Stage8 中间跨加劲梁
Stage9 中间跨拉索(C2) 考虑未闭合配合力 Stage10 移动挂篮荷载
Stage11 拆除挂篮荷载
Stage11-1 合拢段闭合 考虑未闭合配合力 Stage12 塔梁连接体系转换 刚体连接?弹性连接Stage13 施加二期荷载
各施工阶段模型
Stage 1 Stage 3
Stage 5 Stage 7
Stage 11 Stage 13(最终阶段)
图17 建立施工阶段模型
斜拉桥V形双拱钢塔无支架原位节段拼装工
斜拉桥V形双拱钢塔无支架原位节段拼装工法 GGG(中企)C2—2014 中铁大桥局股份有限公司 （孙俊啟帅勤俭翟军李金恒许炳刚） 1. 前言 燕都大桥位于辽宁省朝阳市，是连接老城区与燕都新城的交通要道，主桥采用2×90m双拱塔双索面斜拉桥结构形式。主梁采用单箱四室预应力混凝土箱梁，斜腹板，桥梁全宽34m，梁高2.8m。拱塔采用V字形双拱钢塔，拱塔底部与混凝土塔柱结合处采用锚杆承压式锚固连接。斜拉索和水平拉索采用60根PES7-151或PES7-187高强度镀锌平行钢丝外挤包高密度聚乙烯拉索，见图1-1及图1-2。该桥设计新颖，结构独特，工期紧，施工难度高，项目合同工期只有6.5个月。 图1-1：斜拉桥效果图图1-2：斜拉桥桥式图 按设计图中推荐钢拱塔拼装将采用“平拼竖转”法施工，箱梁现浇与钢塔拼装必须先后施工，无法满足总工期施工要求。中铁大桥局股份有限公司通过模拟计算与技术研究，巧妙的利用了钢塔本身的刚度和水平索张拉的作用，采取了“工厂节段预制，无支架原位拼装”的方法，在安全优质按期完成燕都大桥建设的同时取得了显著的经济效益，并结合施工实践总结形成本工法。
2．工法特点 本工法即钢拱塔分节段在工厂集中制造，利用运输车将钢拱塔节段运输到位，利用提升设备（履带吊、塔吊或提升塔架等）吊装至设计位置，最后原位焊接的施工工艺。本工法主要有以下特点： 1、钢塔施工与主梁施工同步，变先后施工为同步施工，缩短了工期。 2、吊装机械简单，避免复杂转体设备使用。 3、吊装施工安全可控，避免了复杂转体施工的高安全风险。 4、针对钢塔每个吊装节段的空间倾斜情况，确定吊耳位置和吊具长度，保证了起吊后的空间形态与设计相符。 5、无支架状态下原位拼装，V形双拱钢塔间设置临时对拉索，确保了钢塔根部应力和端部扰度满足设计要求，巧妙利用张拉水平索实现更大高度的悬臂拼装，有效节省了施工成本。 6、节段工厂标准化预制、通过空间模拟计算，设置合理的预拱度，确保了成桥线形美观。 3. 适用范围 本工法主要适用于支架原位拼装费用较高，无法实现转体施工，主梁与斜塔需同步施工，或者转体施工不满足紧迫的工期要求，桥下净空不高，满足吊机或塔吊站位、吊高及吊重要求的预制构件安装的倾斜矮塔斜拉桥钢主塔施工。对于原位拼装支架措施量大，工期要求紧的矮塔斜拉桥钢主塔施工，更显优越性。 4. 工艺原理 4.1 根据钢塔各个节段的起吊高度、起吊重量选择合适的起吊设备。 4.2 针对每个吊装节段的空间倾斜情况，设置专用吊耳和吊具，保证起吊后的空间形态与设计相符。 4.3 通过事前计算针对每个节段设置一定的预偏值，抵消悬臂状态下的扰度，保证节段焊接后位置准确，合龙后整体线形满足设计要求。 4.4 鉴于V形双拱塔三维空间结构形式，大悬臂时，主塔根部应力对节段的增加十分敏感，故对应每一节段安装的工况均需准确计算塔根应力状况及温度对已安装节段上
独塔单索面混凝土斜拉桥受力分析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6a554443.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
3-8特殊梁型(斜拉桥、拱桥、悬索桥)全解
特殊梁型施工技术试题 （斜拉桥、拱桥、悬索桥） （含选择题45道，填空题12道，简答题5道） 一．选择题：（共45题） 1. 分段拼装梁的接头混凝土或砂浆，其强度不应低于构件的设计强度。不承受内力的构件的接缝砂浆，其强度不应低于（A）。 A. M10 B. M20 C. M30 2. 跨径大于或等于(B)的拱圈或拱肋，应沿拱跨方向分段浇筑。 A、15 m B、16 m C、18m 3. 装配式拱桥构件在脱模、移运、堆放、吊装时，混凝土的强度不应低于设计所要求的强度，一般不得低于设计强度的（A）。 A、60% B、75% C、80% 4. 转体合龙时，应严格控制桥体高程和轴线，误差符合要求，合龙接口允许相对偏差为（C）。 A、±5mm B、±8mm C、±10mm 5.钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过（B）mm的应采用卷制焊接管，卷制钢管宜在工厂进行。在有条件的情况下，优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。 A、300 B、600 C、800 6.下列不属于拱桥的优点的是：（B） A、耐久性好 B、自重小 C、构造简单 7. 箱形拱桥拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大，可达全截面的（B），较实体板拱桥可减少圬工用料与自重，适用于大跨度拱桥。
A、30%-50% B、50%-70% C、70%-90% 8.拱桥拱箱横隔板的主要作用是（A）。 A、提高抗扭能力 B、提高抗弯能力 C、便于分节施工 9. 当桥梁的建筑高度受到严格限制时，可采用（C ）满足桥下建筑高度。 A、上承式拱 B、中承式拱桥 C、下承式拱桥 10.在不等跨的多孔连续拱桥中，为了平衡左右桥墩的水平推力，将较大跨径一孔的失跨比加大，做成（B），可以减小大跨的水平推力。 A、上承式拱 B、中承式拱桥 C、下承式拱桥 11.在平坦地形的河流上，不易选用（A），有利于改善桥梁两端引道的工程数量。 A、上承式拱 B、中承式拱桥 C、下承式拱桥 12. 转体合龙时，应控制合龙温度。当合龙温度与设计要求偏差3℃或影响高程差±10mm时，应计算温度影响，修正合龙高程。合龙时应选择当日（B）进行。 A、最高温度 B、最低温度 C、平均气温 13. 转体合龙时，宜先采用钢楔刹尖等瞬时合龙措施。再施焊接头钢筋，浇筑接头混凝土，封固转盘。在混凝土达到设计强度的（C）后，再分批、分级松扣，拆除扣、锚索。 A、75% B、70% C、80% 14．封拱合龙温度应符合设计要求，如设计无规定时，宜在接近当地年平均温度或（A）时进行，封拱合龙前用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时，拱圈（包括已浇间隔槽）的混凝土强度应达到设计强度。 A、5-15℃ B、10-20℃ C、15-25℃ 15.钢管拱肋(桁架)安装，采用斜拉扣索悬拼法施工时，扣索与钢管拱肋的连接件
斜拉桥的发展
中国斜拉桥的发展状态和关键技术 摘要：斜拉桥的发展引用着多种现代的高新技术，得以桥梁在大跨度的桥梁施工中，得以精确度的保证以及在规范要求的范围内，并且施工中必须考虑到外部环境的影响，所以接下来对以上的问题作以叙述。 关键词：斜拉桥全球卫新定位系统防护措施施工重点 斜拉桥又称斜张桥，上部结构由索、梁、塔三个主要组成部分构成，从其力学特点看，属于组合体系桥。斜拉桥依靠斜拉索支撑梁跨，类似于多跨弹性支承梁，梁内弯矩与桥梁的跨度基本无关，而与拉索间距有关。斜拉桥开始于17世纪，现在斜拉桥正处于发展的高峰期间，长度、跨度和持久性也在不断增加。 斜拉桥采用斜拉索来支撑主梁，使主梁变成多跨支撑连续梁，从而降低主梁高度、增大跨度。斜拉桥属于自锚结构体系，斜拉索对桥跨结构的主梁产生有利的压力，改善了主梁的受力状态。主要构造有基础、墩塔、主梁和拉索。其上的主梁是受弯构件，为多点弹性支撑，弯矩和挠度显著减小，斜拉索水平分力，提供对称的预应力，减缓主梁的压力。斜索是受拉构件，为主梁提供弹性支持，调整其索力、间距和数量，可调整桥梁内力分布及刚度，对斜拉索进行预张拉。 斜拉桥孔跨布置主要可分为双塔三跨式、独塔双跨式和多塔多跨式等三种形式。在特殊情况下，斜拉桥也可以布置成独塔单跨式或者混合式。 1、双塔三跨式 目前双塔三跨式最常用，形式有对称式和非对称式，适用在跨越较大的河流、海口及海面比较近的工程中。以下为双塔三跨式的例子，如图一所示。杭州湾跨海大桥建于2003年11月14日开工，2007年6月26日贯通，2008年5月1日启用。杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，北起浙江嘉兴海盐郑家埭，南至宁波慈溪水路湾，全长36公里，比连接巴林与沙特的法赫德国王大桥还长11公里，已经成为中国世界纪录协会世界最长的跨海大桥候选世界纪录，成为继美国的庞恰特雷恩湖桥和青岛胶州湾大桥是世界上最长的跨海大桥后世界第三长的桥梁。此桥的特点为两侧都建有辅助墩，目的是为了缓和端锚索应力集中或减少边跨主梁弯矩，增大桥梁总体刚度。杭州湾大桥的钢管桩制作过程中，每个工序都进行严格质量检查，对焊缝百分之百进行超声波检查，还有部分的需要进行射线照相。其中T形和十字形的焊缝及近桩顶焊缝作为重点检查。焊缝不允许有咬边、焊缝未融合、未焊透的情况表面气孔、弧坑、夹渣等外观缺陷，这些都是对桩的焊接要求，而且在做这桥的设计时，还得考虑到一些外在因素，因为作为海上建筑，必须考虑到海上的海风很大，桥墩放下的时候会因为海风的吹动而摇晃，可能导致放置的位置不精确，所以得用到精密仪器测量和GPS 定位导航系统，这个是近几年才开始开发使用在桥梁建筑上的科技技术使用。在建成的时候还得预防以后海上出现台风现象，因为美国就有桥在设计时未能够充分考虑到风力和风速的影响，导致桥在风的作用下，产生摇晃，导致桥的倒塌。钢管桩的制作已经需要考虑到防腐的问题，而且也要考虑到在运输的时候，防止桩与周围的摩擦。而且全球卫星定位系统在这里利用的地方也比较多。像这里外海沉桩施工过程中，因为在海上的施工，所以在岸上看上去距离远，常规的经纬仪和全站仪测量定位很难达到设计的要求，所以只有使用全球卫星定位系统在施
钢拱塔斜拉桥工程施工组织设计
目录 第一章总体施工策划 (1) 1.1工程概况 (1) 1.1.1 设计概况 (1) 1.1.2 水文地质资料 (4) 1.2施工组织 (4) 1.3总体进度计划 (5) 1.3.1 施工总进度控制 (5) 1.3.2 重要节点控制 (6) 1.4人员、材料、设备的进场 (6) 第二章主要物资、机械设备进场计划 (9) 第三章劳动力安排计划 (11) 第四章主要施工方法 (12) 4.1测量方案 (12) 4.1.1 施工测量主要内容 (12) 4.1.2 首级施工控制网的复测 (12) 4.1.3 首级控制网加密（即施工控制网的建立） (13) 4.2桩基施工 (15) 4.2.1 施工工艺 (15) 4.2.2 施工流程 (15) 4.2.3 施工机械 (16) 4.2.4 施工准备 (16) 4.2.5 钢护筒制作及沉淀 (16) 4.2.6 泥浆配置 (16) 4.2.7 成孔 (17) 4.2.8 清孔 (18) 4.2.9 钢筋笼 (18)
4.2.10 水下混凝土 (19) 4.2.11 钻孔注意事项 (20) 4.2.12 质量保证措施 (21) 4.3承台施工 (22) 4.3.1承台围护及开挖 (22) 4.3.2 模板工程 (22) 4.3.3 钢筋、冷却水管安装 (22) 4.3.4 混凝土工程 (23) 4.4拱座、横梁施工 (25) 4.4.1 砼拱座施工 (25) 4.4.2 钢混结合段施工 (25) 4.4.3 横梁施工 (25) 4.4.4预应力施工 (26) 4.5墩柱施工 (27) 4.5.1 前期准备 (27) 4.5.2 钢筋加工及安装 (27) 4.5.3 墩柱模板 (28) 4.5.4 混凝土施工 (28) 4.6主梁施工 (29) 4.6.1 总体施工流程 (29) 4.6.2 支架施工 (29) 4.6.3 主梁安装 (30) 4.6.4 主梁焊接 (30) 4.6.5 主梁合龙段 (31) 4.6.6 支架落架、拆除 (32) 4.7塔柱施工 (32) 4.7.1 支架施工 (32) 4.7.2 塔柱安装、焊接 (33) 4.8斜拉索施工 (33)
斜拉桥与悬索桥计算原理
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
拱桥与斜拉桥
1) 净跨径: 对于梁桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩或桥墩与桥台之间的净距离；对于拱 桥是指两拱脚截面最低点之间的水平距离。 2) 计算跨径: 对于有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心的距离，用l 表示;对于 拱桥,是指相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离 标准跨径: 对于拱桥，则是指净跨径，用b l 表示。 拱轴系数：是指拱脚的恒载集度和拱顶恒载集度的比值。 3) 净失高：指从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点连线的垂直距离，以f 表示。 4) 计算失高：指从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离，以f 表示 5) 失跨比：指拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比（f l ），亦称拱矢度， 它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。 6) 纯压拱 ：拱桥的各个拱截面均无弯矩的拱称为纯压拱 7) 压力线 ：拱桥上各个荷载作用在拱桥上产生的压力值的连线。 8) 合理拱轴线：能使拱的各个截面弯矩为零的拱轴线。 9) 计算矢高：指从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离，以f 表示 10) 连拱作用 ：支承在有限刚度桥墩上德连续多孔拱桥，在拱圈受力时，各孔拱圈桥墩变 形相互影响的作用。 11) 联合作用 ：对于上承式拱桥，当活载作用于桥面时，拱上建筑的主要组成部分与主拱 圈共同承担活载的作用。 12) 五点重合法：求悬链线拱的拱轴系数时，要求拱圈的五个关键控制截面，即拱顶，两拱 脚和两个四分点达到压力线和拱轴线必须重合，从而使各拱圈截面不产生过大的弯矩峰值，这种设计方法称为五点重合法。 13) 系杆拱 ：由水平受拉构件平衡拱脚推力的拱桥称为系杆拱。 14) 提篮拱 ：两拱肋向内侧倾斜一定的角度值，以增加拱桥的稳定性。这类拱桥称为提篮 拱。 15) 预拱度：为了平衡桥梁使用时的上部结构和施工时支架的各变形值，在桥梁浇筑时预先 施加的一个上拱值。 16) 钢管混凝土拱桥 ：拱肋采用钢管和混凝土组合截面的拱桥称为钢管混凝土拱桥。 17) 劲性骨架施工：对于有劲性骨架的拱桥，施工时先制作骨架，安装合拢就位，再以骨架 为支架进行混凝土内填和外包的施工方法。 18) 单向推力墩：是指能够独立承受任意一侧拱的推力的撴。 19) 拱桥的劲性骨架施工法：对于有劲性骨架的拱桥，施工时先制作骨架，安装合拢就位， 再以骨架为支架进行混凝土内填和外包的施工方法。 20) 拱桥的转体施工法：桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作（浇注或拼接） 成形后，通过转体就位的一种施工方法。 21) 桥梁按体系划分可分为梁桥、拱桥、刚构桥、缆索承重桥以及组合体系桥 22) 索塔高度和拉索倾角的确定应考虑哪些因素？
斜拉桥拱形钢桥塔受力分析与设计
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。