中期答辩-永定桥设计——独塔斜拉桥

永定桥设计独塔斜拉桥 指导教师：,中期答辩,概述：斜拉桥受力特点,索塔、主梁、斜拉索 桥的主要承重并非它上面的汽车或者行人，而是它本身，也即我们看的的路面： 现在假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消 最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩,相关设计数据,桥面净空210.75m：0.75m检修便道+1m拉索锚固区+0.5m防撞护栏+24m车道+1m中央分隔带+24m车道+0.5防撞护栏+1m拉索锚固区+0.75m检修便道 桥长160米，主跨100米，边跨60米；独塔斜拉桥塔高与主跨比宜选用0.30-0.45，所以设计塔高为64米（索塔高度一般从桥面以上计起） 边索与水水平夹角在22-45之间，简图 梁高取3米（梁高跨径之比一般为1/35-1/70),采用单箱多室截面流线型扁平钢箱梁) 桥面铺装 30cm 厚的混凝土面板，采用 C60 混凝土；行车道桥面铺装采用 10cm 厚沥青混凝土铺装； 桥塔主塔柱采用 C50 混凝土， 弹性模量 Ey =3.5105Mpa, 桥塔辅助墩、过渡墩墩身、承台以及桩基均采用 C40 混凝土；栏杆、人行道等采用 C30 混凝土,模型简化,由于钢箱梁桥的整体刚度比顶底板刚度大得多，顶底板的局部稳定分析，近似简化为由箱梁腹板和横隔板围成的四边简支加劲板，此处采用等间距等刚度均部设计：拟定纵横加劲肋间：0.4m 加劲肋进行刚性加劲设计，控制参数： 对加劲肋均匀布置并且等刚度时，根据正交异性板的稳定理论，临界刚度比为：,拉索下料长度,拉索的下料长度是指拉索在设计温度下无应力状态的下料长度。下料长度的确定首应确定计算每根拉索的长度基数L0再对只进行若干项修正 计算公式为： L= L0 L e +L f +LML +LMD +2LD +3d 其中， L0为每根拉索的长度基数， L e为初拉力作用下的弹性伸长修正； L f为拉力作用下的拉索垂度修正； LMD为张拉端锚具位置修正； LMD为锚固端锚具位置修正；LD为锚固板厚度；3d 为拉索两端所需的钢丝镦头长度，d 为钢丝直径 计算C20拉索(型号为LZM-187)的下料长度:钢丝直径d=7mm,单位长度重量w=0.565kN/m,设计应力=486.1Mpa,设计张力T=3500kN,锚板厚度LD=0.02M 则拉力作用下弹性伸长修正：Le = L0 /E =0.343m 拉索垂度修正： L f= W2LX2/24T2=0.0189m 由于本桥两端采用张拉端锚具，故仅考虑张拉端锚具位置修正，根据锚具的构造特点,位置修正: LML为 0.23m,由此可得C20号拉索下料长度为： L= L0 L e +L f +LML +LMD +2LD +3d =141.139m,主梁截面特性,主梁的截面几何特性是毛截面特性，构件的截面性质应根据不同的计算阶段决定采用换算截面特性还是采用净截面特性；拉索的面积为单根斜拉索的面积 截面特性值表,主梁疲劳验算,根据现行公路钢桥设计规范：凡承受动应力的结构构件或连接件，应进行疲劳验算。构件受轴向力并在同一主平面受弯曲或受与此相当地偏心受拉构件或受压的疲劳强度按下式计算:N/AJ+M/WJ n 最大应力（绝对值）为拉应力时： 最大应力（绝对值）为压应力时：,