斜拉桥的正装分析
斜拉桥正装未闭合力的说明
1. 斜拉桥正装分析和未闭合配合力功能
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
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 考虑未闭合配合力的施工阶段正装分析注意事项
正装分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。
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
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
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
1使用MIDAS Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项
使用MIDAS/Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项 斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。 MIDAS/Civil程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1．未闭合力功能 通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。这是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。即，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；而在正装分析时，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。 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。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。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。 重新说明一下的话，首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的，设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力，利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法，从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求，又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil的未闭合力功能，设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的
转体斜拉桥斜拉索主要施工方法
转体斜拉桥斜拉索主要施工方法 1.1施工准备 1.1.1成品索的检验 斜拉索出厂前按设计要求，对斜拉索有关性能进行检验。 斜拉索到达现场后，查验并索取每根成品索的质量保证书（质量保证书含本批交货的数量、质量及各种检验结果）；如果进行了非常规试验，需提供检验报告。 1.1.2索导管的处理 斜拉索锚头外径与索套管的内径相差很小，挂索时极易产生位置偏差，从而造成锚头外螺牙和斜拉索PE保护套的损伤，因此斜拉索挂设前应对塔、梁端的索套管进行全面的检查，对索套管内的焊渣、毛刺等进行打平磨光。 1.2 斜拉索上桥和桥面水平运输 根据斜拉索安装计划，斜拉索制造厂将验收后待交付的斜拉索陆路运输运至适当位置。斜拉索采用汽车吊提升上桥面置于卧式放索机上，吊装时为了避免对斜拉索外包PE的伤害，采用大直径纤维绳、或直接使用10t软吊带进行吊装。 1.3 斜拉索的塔端挂设及桥面展开 7~8#索长度比较短，塔端挂设完成后斜拉索已基本展开，
直接采用塔吊提升剩余斜拉索即可完成桥面展开。1~6＃索稍长，需采用以下步骤进行桥面展索。 1）7~8#索的塔端挂设方法（硬牵引） 具体步骤： 具体步骤： 第一步：塔吊提升锚头，同时转动放索机，放松斜拉索，当塔吊将塔端锚头提升一定高度后，缓慢落钩将塔端锚头置于锚头小车上。 第二步：在塔端锚头处安装内衬套和张拉杆以及在合适位置安装索夹，连接塔吊。 第三步：塔内下放牵引绳，将其与张拉端头连接。 第四步：塔内牵引绳与塔吊做到同步起吊，塔吊提供主动力，同时与塔内牵引绳协助调整张拉杆及斜拉索前端角度，塔内进行临时锚固，将螺母至少拧上三牙以上，塔吊松钩，拆除连接夹具。 2）1~6#索的塔端挂设及桥面展开（软牵引） 具体步骤如下： 第一步：塔吊提升锚头，同时转动放索机，放松斜拉索，当塔吊将塔端锚头提升一定高度后，缓慢落钩将塔端锚头置于锚头小车上。 第二步：在塔端锚头处安装软牵引装置以及在合适位置安装索夹，连接塔吊。
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/74639728.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
斜拉桥的拉索防护问题
土木工程研究进展与施工方法课程报告九 讲座题目：斜拉桥拉索防护与耐久性设计 演讲人：陈惟珍老师 斜拉桥的拉索防护问题 在上一次的土木工程研究进展与施工方法课上，来自同济大学的陈惟珍老师为我们介绍了斜拉桥拉索防护问题的最新进展情况，使我感触很深，于是课后又查阅了相关文献，对混凝土桥梁预制拼装施工技术有了更进一步的认识，基于这些，本篇文章将简单总结一下自己对斜拉桥拉索防护的一点浅薄认识，以供大家交流学习。 一．斜拉桥拉索防护问题概述 斜拉索桥具有跨度较大、造型美观、施工方便等特点，是目前应用较多的一种桥型。斜拉索是斜拉桥的主要承重传力结构件，它主要由高强度钢丝(钢绞线)束和锚具锚固组成，斜拉索长期承受疲劳荷载，又处于跨江河、跨海湾地域，长期暴露在风雨、潮湿和污染空气的环境中，既有“应力腐蚀”，“疲劳腐蚀”，又有“金属腐蚀”，钢丝索体和锚具结构件容易遭受腐蚀破坏，国内已有早期斜拉索腐蚀破坏失效，而不得不实施换索的实例，造成不良社会影响和经济损失。斜拉索的防腐蚀问题是保证斜拉桥长期安全可靠营运的重要课题。 二．斜拉索结构特点和腐蚀问题 斜拉桥的应用曾历经波折，由于新技术、新材料、新工艺的应用，使斜拉桥得以推广、发展和提高。现在实用较多的有两种拉索结构形式，一种索体材料是高强度钢丝成束，两端用冷铸锚结构组件锚固 (或用热铸锚组件锚固)。另一种索体材料是高强度钢绞线，两端用专用夹片群锚组件锚固。 图1 平行钢丝冷铸锚结构示意图图2平行钢绞线夹片群锚结构示意图理论分析和试验表明，斜拉索锚具端口处是疲劳破坏的薄弱环节，容易造成断丝破坏。经过改进结构和锚固方式，已经提高了斜拉索的抗疲劳破坏能力，加之斜拉索设计比较保守，安全系数较大;同时通过材料改进，钢丝质量提高，实际强度高于设计标准值等原因，使得实用上，应力腐蚀和疲劳腐蚀的破坏实际上小于环境腐蚀。由于发生拉索腐蚀破坏失效，国内已对多座斜拉桥实施了换索工程，实践中人们发现“对于大跨度斜拉桥的长拉索，由于钢丝长度增加，在拉索自由长度内的钢丝缺陷也相应增加，使其在自由长度内破坏的可能性也增大。 更细致的观察可以发现，钢丝本身和成品索防护不良，是造成斜拉索生锈腐蚀、断丝失效的主要原因斜拉桥工程中，一直把拉索的防护问题作为重要的技术工艺控制项目。应力腐蚀、疲劳腐蚀的防范主要通过结构措施和材料保护措施来保证。 三．国内外拉索防护工艺的发展
斜拉桥拉索自振频率分析
斜拉桥拉索自振频率分析 摘要：应用数理方程知识和有限元理论，分别求得斜拉索自振频率的解析解和数值解，并将两种方法得到的结果进行比对，证明了解析法和有限单元法的可靠性，为拉索的风雨激振和参数共振分析提供基础。 关键词：斜拉桥；拉索；自振频率 Abstract: the application of mathematical equations knowledge and finite element theory, respectively given.according vibration frequency of stay-cables analytical solution and the numerical solution, and will by the two methods than the results, and proves the analytic method and finite element method of reliability, for the storm of the lasso excitation and parameter resonance analysis provides the foundation. Keywords: cable-stayed bridge; The lasso; The natural frequency of vibration of 1. 引言 随斜拉桥跨度的不断增大，斜拉索变得越来越长，因为索的大柔度、小质量和小阻尼等特点，极易在风雨、地震及交通等荷载激励下发生振动[1]。长拉索前几阶频率在0.2-0.3Hz时，模态阻尼比只有0.1%，更有可能发生大幅的摆动。迄今，已有许多斜拉索风致振动的报导：日本结构工程协会(Japan Institute of Construction Engineering) 在1988 年一年内对日本的五座斜拉桥斜拉索振动进行了观测和测量，发现它们的最大振幅如下：Brotoni桥达600毫米，Kofin桥达1000毫米，Meikeh桥达600毫米，Aratsu桥达300毫米，大约为直径的两倍。在国内，1992 年南浦大桥在一次风雨联合作用的情况下浦西岸尾部几根斜拉索发生了较大的振动；杨浦大桥尾索在风雨共振作用下也发生过剧烈的振动，最大振幅超过l米。2001年，在南京长江二桥通车前，桥上斜拉索在风雨激振下发生大幅摆动，导致安装在梁端的部分油阻尼器损坏[3-5]。 目前对斜拉索风致振动的研究主要集中在单索的风致振动，已经发现的斜拉索可能的振动类型主要包括以下六类：(1) 顺向风振动；(2) 风雨激振；(3) 横风向驰振；(4) 涡激共振；(5) 参数共振。 1. 顺向风振动是拉索振动最常见的一种。由于风速可以分解为平均风速和脉动风速，风对拉索的作用也表现为平均风引起的静内力、静位移和脉动风引起拉索的振动响应，包括动内力、动位移和振动加速度。
斜拉桥静风稳定分析
斜拉桥静风稳定分析 摘要：随着斜拉桥跨径的不断增大,空气静力失稳现象已引起了人们的广泛重视。本文笔者通过线性方法和非线性方法对斜拉桥静风稳定性进行阐述分析，以供参考。 关键词：斜拉桥；静风稳定；线性分析；非线性分析 abstract: with increasing span cable-stayed bridges, aerostatic instability phenomenon has aroused wide interest. in this paper, the author by linear method and nonlinear method is analyzed on static wind stability of cable-stayed bridge, for reference. key words: cable-stayed bridge; static wind stability; linear analysis; nonlinear analysis 0 引言 风灾是自然灾害中发生最频繁的一种，近十几年，桥梁建设进入了大跨度时代，随着理论的发展，材料和施工方法的进步，斜拉桥、悬索桥的跨径的跨径越来越长。斜拉桥具有“塔高，跨长，索长、质轻、结构柔和阻尼弱”的特点，从而导致风荷载对桥梁安全、舒适性有着重要影响。风对桥梁主要有静力作用和动力作用，本文主要结合工程实例分析静力风荷载对混凝土主梁的斜拉桥的影响。 静风响应指结构在静力风荷载作用下的内力、变位和静力不稳定现象，主要体现为结构的刚度和静风稳定性。斜拉桥在静风荷载的作用下有可能发生横向屈曲失稳和静力扭转发散失稳。主梁在静风
ansys对斜拉桥的分析实例
用Ansys分析斜拉桥的变形、应力分布与优化
问题背景：第三届结构设计大赛，题目为：承受运动载荷的不对称双跨桥 梁结构模型设计。参赛作品为一个斜拉桥 比赛所用材料：桐木若干，白乳胶一瓶。 比赛要求：保证小车通过的同时，桥应力求重量轻，轻者可进入决赛。 参赛实验台示意图 比赛计算参数： 木杆的抗拉强度表
设计方案数据：根据所给材料，经过计算我们预计需要使用：主梁：4根6*6、4*6，55*1截取18mm宽，55*2截取15mm宽；拉塔：2根6*6，3*4作桁架；梁的固定用1根3*4；桥墩：2根3*4，55*1的木片作桁架结构。下脚料把主梁两端各加长20mm，并把端面做成梯形以使桥梁稳定。 桥梁简支模型：
其中(5)、(7)、(8)为拉索，(6)为拉塔，(1)、(2)、(3)、(4)为主梁，1、2、5为三个支座，塔高为330mm，2、3的距离为250mm，3、4的距离为200mm。 当小车经过2、5之间时，梁最容易发生破坏。 加载条件：预赛——空车(重9.88kg)行驶，桥面板由长度为30mm的若干铝板，用柔绳串接而成，重量为2.8kg。 Ansys分析目的：使用ansys分析软件对桥的应力分布进行分析，对结构进行改进与优化。 Ansys建模数据： 步骤： 定义单元类型：桐木材料选取单元类型：Beam 188 拉索材料选取单元类型为Link 10。 定义单元实常数：Link 10单元的实常数AREA定义为3.14*2.25/4。其中Beam 188不需要定义实常数。 定义材料属性：材料属性如图。 定义梁截面类型：主梁：8*8，侧梁:5*5，桁架：3*3（全部为矩形），拉索：R=1.5（圆形）。 建模：建立节点模型，利用建模工具建立节点，再用lines—straight lines 连接节点形成线模型。 划分网格：利用Meshing—Mesh attributes—picked lines，根据不同单元属性，不同材料属性，不同截面属性选择线，划分网格。再用Meshing命令中的line—set进行线单元数目划分，取为15。 定义load：对底座、边缘施加全部自由度约束，节点受力为98.8/4。 求解：solve命令。 查看结果：利用general postproc后处理查看结构变形云图，应力分布。 模型说明：建模过程中，对实际模型进行简化。其中弹性模量和泊松比进行简化处理，数据从网络中获取。桥面板由长度为30mm的若干铝板，用柔绳串接而成，重量为2.8kg。此约束忽略不计。当小车通过桥梁时，认为在如图位置变形最大，故受力分析时，将载荷加载到如图13、14、16、17节点处。尤其是拉索模型。由于拉索单元为Link，其只能受拉，不具有抗弯性能，故改用杆单元代替原模型。建模时使用mm作单位，而泊松比要除以1000，受力要乘以1000，才能得到正确的结果。
大跨度混凝土斜拉桥静风稳定性分析
大跨度混凝土斜拉桥施工阶段静风稳定性分析 魏艳超1 李松延 2 1. 上海建科工程咨询有限公司，上海，200032 2. 上海建科工程咨询有限公司，上海，200032 摘 要：大跨度斜拉桥结构整体刚度较小，对风荷载作用十分敏感。当前斜拉桥的施工一般采用悬臂施工法，在全桥合拢时会发生体系转换。斜拉桥主梁未合拢前，整个结构处于悬臂状态，很容易在风荷载的作用下发生失稳破坏。使用大型有限元软件MIDAS/Civil ，对重庆轨道交通六号线蔡家大桥进行施工阶段的静风稳定性分析，结合风洞试验相关数据，计算桥梁的静风临界失稳风速，并总结结构刚度随主梁长度的变化规律，进而评估该桥的抗风性能。 关键词： 混凝土；斜拉桥；施工阶段；静风稳定性 1 引 言 进入新世纪之后，我国的桥梁建设突飞猛进。斜拉桥的发展更是一日千里，其跨径已经跨越了千米大关，应用越来越广泛。 斜拉桥是直接将主梁用多根斜拉锁锚固在桥塔上的一种桥梁结构体系，其结构刚度比其他桥型要小得多，属于柔性结构，在荷载作用下呈现出较为明显的几何非线性特征。在风荷载的作用下极易发生失稳。在斜拉桥的施工过程中，由于采用悬臂施工法造成全桥合拢时会发生体系转换，故对斜拉桥施工过程中的静风稳定性也应给与重视。本文以重庆轨道交通六号线蔡家大桥的施工为例，分析斜拉桥各关键施工阶段结构的静风稳定性。 2 三维非线性分析理论 在我国现行的《公路桥梁抗风设计规范》中规定：斜拉桥的主跨大于400米时必须要进行静风稳定性验算。在对斜拉桥进行静风稳定性分析时，现今最常用的理论是三维非线性分析理论。 为了对桥梁结构进行三维非线性分析，需要先将作用在桥面主梁上的空气静力做一步简化，一般是将其分解。静力三分力是对分解后的空气静力的称呼，具体即横向风荷载H P 、竖向风荷载V P 和扭转矩M ，如图1所示： α Pv M Ph 图1 静力三分力 具体表达式为如下： ()2H 0.5d H P V C H ρα= ()2 V V 0.5d P V C B ρα= （1）
(完整版)斜拉桥斜拉索施工方案
斜拉桥斜拉索施工方案 1、概况 该桥斜拉索采用填充型环氧涂层钢绞线斜拉索，塔上设置张拉端，梁下为锚固端；每侧主塔设12对斜拉索，全桥共24对斜拉索，其规格为15-27、15-31、15-34、15-37、15-43、15-55、15-61共7种，斜拉索采用平行钢绞线斜拉索体系。斜拉索由固定端锚具、过渡段、自由段、HDPE护套管、张拉端锚具及索夹、减振器等构成。 2、斜拉索施工工艺 本工程主梁采用前支点挂篮悬臂现浇施工，斜拉索挂索方式与支架现浇和后支点挂篮施工有所不同，需在挂篮上设置索力转换装置。其基本工艺流程详见附《表3 施工工艺框图》。 3、斜拉索施工准备 （1）、施工前准备工作 施工前准备工作包括：施工平台、施工机具的准备；施工人员的工作分配；斜拉索锚具的组装和安装；HDPE外套管的焊接等。 ①、施工平台准备 斜拉索挂索施工前，在主塔和箱梁处设置施工平台，以方便施工人员操作。主塔施工处在塔内、外均设置施工平台，箱梁处施工平台设置在挂篮上。施工平台的搭设满足施工要求，并采取适当的安全措施，确保人员和设备的安全可靠。 ②、施工机具准备 正式施工前，所有施工机具就位。张拉用千斤顶、油泵和传感器经过有资质的第三方进行配套标定。因本工程斜拉索规格较大，采用机械穿索方式进行挂索施工，双塔双索面同时施工时，主要施工设备清单如下。
③、施工人员分配 为有效安排斜拉索施工的各环节，统一协调指挥，斜拉索施工前，需进行人员的工作分配。按本工程双塔双索面斜拉索同时施工的要求，每个索面需进行如下主要人员及岗位配置。 备注：HDPE管焊接和锚具组装安装在挂索前完毕，张拉工和穿索工经过培训后可上岗操作； ④、斜拉索锚具组装和安装 斜拉索各部件单独包装运输，现场组装。 斜拉索挂索前，对锚具进行组装和安装。对于张拉端锚具，将固定端锚板与密封装置组装好，旋上螺母后安装于箱梁上混凝土锚块处，并临时将其与锚垫板固定。对于张拉端锚具，将锚板与密封装置组装好后安装与塔内钢锚箱的锚固端处，并临时将其与锚垫板固定。安装张拉端和固定端锚具时，在锚具上做好标记，确保上下锚具孔位严格对应一致。 ⑤、HDPE管焊接 HDPE外套管为定尺生产，其标准长度一般为6m/根或9m/根。斜拉索挂索施工前，将标准长度的HDPE管焊接成设计长度，采用热熔焊接机进行HDPE 管的焊接。 4、钢绞线穿索张拉 (1)、HDPE管吊装 ①、准备工作 依次将防水罩、延伸管套到HDPE管上，安装临时抱箍，并穿入首根钢绞线。 将带法兰的延伸管套到塔柱端的HDPE外套管上，直至大约1.5m的外套管
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
斜拉桥的稳定性分析-pc梁
斜拉桥的稳定性分析 周超舟1,蔡登山2,吕小武3,马 森4 (1.中铁大桥局股份公司施工设计事业部,湖北武汉430050; 2.中铁大桥局集团桥科院有限公司,湖北武汉430034; 3.河南省交通厅工程处,河南郑州450052; 4.辽宁省交通勘测设计院,辽宁沈阳110000) 摘 要:利用有限元方法,将斜拉桥的主梁和桥塔离散成三维板壳单元,用悬链线索单元来考虑斜拉索的非线性影响,对大跨度斜拉桥的稳定性进行了分析,所建立的有限元分析方法,在大跨度斜拉桥的稳定性分析中具有一定的实用价值。 关键词:斜拉桥;有限元法;稳定性分析中图分类号:U 448.27;T U 311.2 文献标识码:A 文章编号:1671-7767(2006)04-0044-03 收稿日期:2006-04-19 作者简介:周超舟(1971-),男,高级工程师,1994毕业于西南交通大学,工学学士。 1 前 言 斜拉桥的斜拉索承受轴向拉力,其水平分力对主梁产生巨大的轴向压力,而竖直分力则对桥塔产生轴向压力,且随着跨度的加大,主梁和桥塔的轴向压力也增大。所以,大跨度斜拉桥的稳定性分析是一个十分重要的问题。国内外虽然有许多学者对斜拉桥的稳定性进行过分析[1,2] ,但大都是针对钢斜拉桥的,且多用等效弹性模量来考虑斜拉索的非线性影响,这使得计算结果的误差较大,不便于推广应用。 在PC 斜拉桥中,结构自重在总荷载中所占的比例很大,为了减轻自重,可采取两种方法:①使用轻质混凝土;②减小主梁的横截面。结合目前的材料水平、经济状况和施工条件等因素,以第②种方法用得较多。但这样就更加突出了PC 斜拉桥的稳定性问题。 大跨度PC 斜拉桥一般都采用悬臂施工的方法来建造[3],凭直观分析可知,斜拉桥在施工时的最大悬臂状态,即中跨未合龙之前,是一个较危险的状态,此时结构的整体刚度还不能实现,而在较大的施工荷载的作用下,主梁极易发生失稳破坏。近年来,国内几座斜拉桥在施工时出现的事故也证实了这一结论。1986年10月,四川达县洲河斜拉桥在施工时坍塌,有专家指出是由于主梁失稳造成的;1998年9月,浙江宁波招宝山大桥在施工时,发生主梁断裂事故,其中一个主要原因就是:薄壁箱式主梁的底板过薄,在施工荷载的作用下,主梁被压溃。所以,为了保证施工安全,必须对大跨度PC 斜拉桥进行施工状态的稳定性分析。 2 PC 斜拉桥稳定性分析的有限元法 用有限元法对PC 斜拉桥进行分析时,为了更好地反映出主梁的剪力滞、扭转等效应,将主梁离散为三维板壳单元;桥塔一般为矩形箱式柱,也可离散为三维板壳单元;斜拉索则用悬链线索单元来分析。2.1 板壳单元 如图1所示为8节点三维板壳单元(即三维Serendipity 单元),其位移形函数为[4]: 图1 三维板壳单元 N i = 1 8 (1+F 0)(1+G 0)(1+N 0)(1)式中,F 0=F i F ,G 0=G i G ,N 0=N i N ,i =1,2,,,8。 根据板壳理论的基本假设:变形前中面的法线,在变形后仍保持为直线。因此,板壳单元内任一点的位移可由中面对应点沿总体坐标x 、y 、z 方向的3个位移分量u m 、v m 、w m ,以及节点i 处上、下表面的向量V 3i 绕与它相垂直的两个正交向量的转角B 1i 和B 2i 表示: u v w =E 8i=1N i u m v m w m +E 8 i=1N i F t i 2[v -1i -v -2i ] B 1i B 2i (2) 44 世界桥梁 2006年第4期
斜拉桥_拉索初应变
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。
斜拉桥斜拉索的主要病害及成因分析
斜拉桥斜拉索的主要病害及成因分析 斜拉桥斜拉索的主要病害及成因分析 摘要：我国的斜拉桥起步较晚，1975年建成的跨径76m的四川云阳桥是国内第一座斜拉桥，80年代中后期是我国斜拉桥发展的鼎盛时期，至今为止建成或正在施工的斜拉桥共有100余座，其中跨径大于200m的有52座。跨度超过400m的斜拉桥已达20座，居世界首位。由于斜拉桥的成桥使用条件比较复杂且防护技术也不完善，因此，在斜拉桥运营若干年之后，桥体不可避免地会出现许多病害。 拉索是斜拉桥的主要受力构件，对斜拉结构桥梁的结构安全和实用寿命具有直接的重要影响。然而，斜拉索从出现时起，就不可避免地受到腐蚀退化、振动疲劳衰减等各种不利因素的作用。 关键词：斜拉索；防护系统；主要病害；成因分析 中图分类号： U448 文献标识码： A 1.拉索病害及成因分析 在斜拉桥设计、施工和使用过程中，尽管对斜拉索采取了各种防腐、减隔振措施，但由于方法、工艺、材料等不合理，使得斜拉索病害已成为制约斜拉桥使用寿命的关键性因素。因此，分析斜拉索病害原因，在设计、施工和使用斜拉桥时给予足够的重视，并采取各种有效措施延长拉索的使用寿命。 1.1拉索腐蚀 腐蚀是物质与介质作用而引起的变质或破坏。由于腐蚀过程是自发的，所以在斜拉桥整个寿命期内，拉索的腐蚀破坏将会始终存在。 ①拉索腐蚀部位 拉索钢丝腐蚀程度基本上取决于橡胶护套的破损程度，因为这是雨水或露水顺钢索流入或渗入护套内产生的结果，所以钢丝腐蚀有两个明显特点：腐蚀程度大体遵循“上轻下重”规律，即处于较高位置的钢丝腐蚀较轻，处于较低位置的钢丝腐蚀较重；腐蚀较严重的部位，往往是靠近护套破损的部位以及破损处以下的一段部位。 ②拉索腐蚀成因
曲线桥抗倾覆稳定性及墩柱承载能力分析
曲线桥抗倾覆稳定性及墩柱承载能力分析 发表时间：2018-10-16T17:02:24.120Z 来源：《防护工程》2018年第11期作者：耿飞[导读] 并在钢盖梁的两侧各增加1个支座加固方案下的支座脱空情况、抗倾覆稳定性、墩柱承载能力进行了验算分析。验算结果表明其抗倾覆稳定性能满足要求，但墩柱承载能力不能满足要求，需进行加固处理。耿飞 河南省交通科学技术研究院有限公司河南郑州 450006 摘要：以某曲线独柱墩连续梁桥为例，采用公路-Ⅰ级中的标准车辆密布荷载作用的方式，根据独柱墩桥横向失稳的判别准则和计算方法，对独柱墩上增设钢盖梁，并在钢盖梁的两侧各增加1个支座加固方案下的支座脱空情况、抗倾覆稳定性、墩柱承载能力进行了验算分析。验算结果表明其抗倾覆稳定性能满足要求，但墩柱承载能力不能满足要求，需进行加固处理。关键词：曲线桥、支座脱空、抗倾覆、承载能力 1、引言 曲线独柱墩连续箱梁桥以其造型美观、结构轻巧、适应强性等独特优势在高速公路互通立交匝道桥中广泛应用，近年来，由于交通量的增大、车辆超载、桥梁劣化等不利因素，因超重车辆偏载导致的独柱墩桥梁倾覆倒塌事故时有发生，造成人员伤亡和重大财产损失。对在役曲线独柱墩连续箱梁桥进行横向倾覆稳定性验算及改造加固的任务迫在眉睫。本文以某曲线独柱墩连续箱梁为例，对其在独柱墩上增设钢盖梁，并在钢盖梁的两侧各增加1个支座的加固方案，通过建立空间有限元模型计算分析了支座脱空、主梁倾覆稳定性、墩柱正截面承载能力情况，为该桥梁加固方案实施的可行性及注意事项提供了参考依据。 2、计算分析内容 2.1 支座计算 支座脱空可认为是横向倾覆过程的开始，剩余未脱空支座位于一条直线时则可以认为是横向失稳的临界状态，在支座脱空计算中考虑《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）公路-Ⅰ级中的标准车辆密布荷载（含冲击力）标准值和成桥内力（自重、二期恒载、预应力、收缩徐变）标准值作用下支座反力是否为负（拉力）。在作用标准值组合（汽车荷载考虑冲击作用）下，单向受压支座不应处于脱空状态。 2.2 主梁抗倾覆验算 根据查阅的相关资料和《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》（征求意见稿），独柱墩桥梁抗倾覆验算的汽车荷载按照现行规范公路-Ⅰ级中的标准车辆荷载并采用密布形式验算，安全系数不小于3。抗倾覆轴选取原则为抗倾覆轴外侧无支座。对于曲线桥倾覆轴线确定方法为，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线内侧时，倾覆轴线为桥台外侧支座连线，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线外侧时，倾覆轴线取为跨中支座连线或一桥台外侧支座和跨中桥墩连线。根据定义，可得出如下抗倾覆表达式：
独塔单索面斜拉桥主塔稳定性分析
独塔单索面斜拉桥主塔稳定简化分析 郭卓明 李国平 袁万城 上海城建设设计院 同 济 大 学 摘要：由于悬吊桥梁采用索塔支撑，其主塔往往须承受强大的轴向压力，因此其稳定是一个比较突出的问题。尤其独塔单索面斜拉桥在空间受力和稳定性方面都相对比较薄弱，对其进行稳定性分析更显必要。本文在对其主塔受力的适当简化之后，分别对其弹性及弹塑性稳定进行了简化分析，在传统的弹塑性稳定内力分析的基础上提出了一种独塔单索面斜拉桥主塔弹塑性稳定分析的简化方法。并以两座独塔单索面斜拉桥为背景做了算例，分析结果表明本文采用的简化分析方法是可行的。 关键词：独塔单索面 斜拉桥 主塔稳定 简化分析 一、引言 国民经济的飞速发展和国家对基础设施投入的进一步加强为我国大跨桥梁的发展提供了一个良好的条件，近十几年来，斜拉桥在我国迅速发展。由于单索面斜拉桥在美学上的优势，目前采用这种形式的斜拉桥也越来越多。由于悬吊桥梁的主塔均需承受巨大的轴向压力，而且随着桥梁跨度的增大，主塔也越来越高，结构越来越柔，其稳定问题成为一个非常突出的问题。尤其是其侧向稳定在设计时更需特别注意。 结构的稳定是一个较为经典的问题。从1744年欧拉的弹性压杆屈曲理论，到1889年恩格赛的弹塑性稳定理论，到Prandtl, L.和Michell, J. H. 的侧倾稳定理论，再到李国豪教授、项海帆教授等对桁梁桥、拱桥稳定的研究[1]以及近来国内外许多学者对各种具体结构稳定的研究，稳定问题在理论上已经比较成熟。在斜拉桥的稳定方面，1976年Man-chang Tang 提出了弹性地基梁的屈曲临界荷载估算法，葛耀君[5]用能量法分析了斜拉桥的面内稳定，此外樊勇坚、李国豪以及钱莲萍等都提出过各种实用计算方法，但都是仅限于弹性稳定的简化分析，且基本集中于主梁的稳定。对于弹塑性稳定，最近谭也平、景庆新[2]等都用有限元的方法进行了分析。稳定问题在计算方法上经历了经典的平衡微分方程方法、能量法等简化方法和有限元的数值计算方法这三个阶段，目前众多的研究尤其是对弹塑性稳定的研究大都集中在有限元分析上。然而在精确的有限元分析的同时，采用直观明了、概念清晰的力学简化分析，无论在对有限元分析结果的检验还是在初步设计时进行简单的估算都十分必要。本文在对独塔单索面斜拉桥主塔的受力特性进行适当简化之后，对独塔单索面斜拉桥主塔的弹性及弹塑性稳定问题分别进行了简化分析。 二、弹性稳定简化分析 考虑最一般的情况，主塔失稳方向和拉索平面成夹角β，如图（1）所示。失稳线形假定为()()v z V f z H ?=，分解到斜拉索平面内和平面外分别为： 平面内：()()()x z v z V f z H =?=?cos cos ββ 平面外：()()()y z v z V f z H =?=?sin sin ββ 主塔产生变形以后，外力功主要有拉索做功、主塔本身轴压做功和风荷载做功，其中拉索做功需考虑其在平面内的弹性支撑和平面外的非保向力作用，则由能量法可方便的导出主塔势能的总表达式：
(完整版)斜拉桥斜拉索施工作业指导书汇总
斜拉桥斜拉索施工作业指导书 1.目的 明确斜拉桥斜拉索施工作业工艺流程、操作要点和相应的工艺、质量标准，指导、规范桩基成孔作业。 2.编制依据 (1)《斜拉桥施工图设计-拉索结构施工图设计》； (2)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)； (3)《公路斜拉桥设计规范》(试行) JTJ027-96 ； (4)《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》GB/T18635-2001 ； (5)斜拉索安装的相关技术资料； (6)《公路斜拉桥设计细则》(JTG/TD65-1-2007 )。 3.适用范围 适用于斜拉桥高强平行钢丝成品索配合对称悬灌主梁施工的斜拉索施工。 4.技术准备 4.1内业准备 (1)开工前组织技术人员认真审核施工设计图纸和有关设计资料，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准，编制斜拉桥斜拉索实施性施工组织设计，制定施工安全保证措施，提出应急预案。 (2)从事起重机械作业、登高架设作业、机动车辆驾驶等特种作业的人员必须持有特种作业证。对所有施工人员进行岗前技术培训，作业前进行技术交底。 4.2外业准备 4.2.1施工前检查工作 (1)对已施工完成的塔柱和主梁段进行检查，并将检查结果报监理工程师进行审核，合格后方能进行斜拉索作业施工。 (2)在锚垫板上放出孔道口十字中心线，以便对中，如若锚头安装偏位会造成锚头外螺纹与孔口磨擦，影响斜拉索张拉力精度。 (3 )对施工所用的平行钢丝斜拉索、斜拉索锚具生产厂家进行调查，选用供货商。成品索进场后根据质保单进行严格查验，检查锚具，PE在运输过程中是否有损伤，如有损伤，及时采取修理措 施并妥善保管；检验并核对成品索合同内的质量证明文件等是否齐全完整。对需要进行试验和检验的项目要按规定进行试验和检验，确保工程材料的质量和数量满足设计、规范和施工的要求。
曲线桥稳定性设计分析与研究
２０１９年 第３期（总第３０１期） 黑龙江交通科技 ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩ Ｎｏ．３，２０１９ （ＳｕｍＮｏ．３０１） 曲线桥稳定性设计分析与研究 李仲阳，桂 睿 （中国公路工程咨询集团有限公司，北京 １０００７８） 摘 要：在新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧ３３６２－２０１８）颁布之际，结合实际工程实例，分析曲线上的现浇箱梁在设置墩间单支座时支座脱空情况，并进一步探讨曲线现浇箱梁支座预偏心对桥梁支座脱空问题的影响，为曲线桥梁稳定性设计提供参考。 关键词：高速公路；现浇箱梁；曲线半径；支座预偏心 中图分类号：Ｕ４４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－３３８３（２０１９）０３－００９０－０２ Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎｏｆｃｕｒｖｅｄｂｒｉｄｇｅ ＬＩＺｈｏｎｇ－Ｙａｎｇ，ＧＵＩＲｕｉ （ＣｈｉｎａＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：《ＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈｗａｙＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＢｒｉｄｇｅｓａｎｄＣｕｌｖｅｒｔｓ》（ＪＴＧ３３６２－２０１８）ｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｍｕｌｇａｔｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅ，ａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｅｍｐｔｙｏｆｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｂｏｘｇｉｒｄｅｒｏｎｔｈｅｃｕｒｖｅｗｈｅｎａｓｉｎｇｌｅｂｅａｒｉｎｇｉｎｔｈｅｐｉｅｒｓａｒｅｉｎｓｔａｌｌｅｄ，ａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂｅａｒｉｎｇｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｂｏｘｇｉｒｄｅｒｏｎｔｈｅｃｕｒｖｅ．Ｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｏｆｃｕｒｖｅｂｒｉｄｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｂｏｘｇｉｒｄｅｒ；ｒａｄｉｕｓｏｆｃｕｒｖｅ；ｐｒｅ－ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｂｅａｒｉｎｇ 收稿日期：２０１８－１２－０５ １ 概 述 高速公路互通匝道的曲线半径经常会出现远 远小于主线平曲线半径的情况，匝道上设置的桥梁在曲线半径较小的时，往往采用普通现浇钢筋混凝土上部结构作为实施方案。普通现浇钢筋混凝土箱梁不需要张拉预应力，施工快速，结构安全性好。在新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ＪＴＧ３３６２－２０１８）》颁布之后，对曲线桥的结构安全问题提出了新的要求。结合工程实例，分析小半径曲线桥支座预偏心对结构支反力的影响。２ 工程实例 ２．１ 工程背景 湟源至西海高速公路工程为西宁至青海湖的重要通道，项目位于西宁市以西。根据国家公路网 规划（ ２０１３年～２０３０年），该项目属于国家高速公路的展望线，也是青海省高速公路网（调整）规划（２００９年～２０３０年）中的重要规划道路，路线编号Ｓ２０１１。根据规划，本项目路线起于湟源县，止于西海镇，是连接武威—茫崖高速公路和京藏高速公路 的连络线，规划里程５ ０ｋｍ。湟源南互通枢纽位于高速公路的起点，与扎麻隆至倒淌河高速公路相接，湟源南互通枢纽Ｃ匝道桥上部结构采用现浇钢筋混凝土箱梁。桥跨范围内，曲线半径由６０ｍ经缓和曲线过渡到４０ｍ，全桥长２２２ｍ。全桥共分４联，联长均为５４ｍ，第一联、第二联曲线半径为６０ｍ，第三联、第四联经缓和曲线与主线相接。桥 梁全宽为９ ．２５ｍ，主梁梁高１．４ｍ，采用１０ｃｍ沥青混凝土桥面铺装和８ｃｍＣ４０现浇混凝土调平层。标准横断面为单箱单室，顶板厚２８ｃｍ，底板厚２５ｃｍ，腹板厚４５ｃｍ。受地形条件加下部车道影响，本桥分联墩台处支座采用双支座，支座间距４ｍ，联间桥墩采用单支座。车道设计标准为双向两车道，设计荷载等级为公路－Ｉ级。２．２ 计算模型 以第一联为例进行计算分析。采用有限元程序Ｍ ｉｄａｓ建立桥梁有限元模型，曲线现浇箱梁模型沿路线前进方向１ｍ左右一个单元，支座方向均沿路线曲线的切线方向。３ 结构计算分析 · ０９·