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1、第三章、混凝土斜拉桥悬臂施工要点一、受力特点主梁飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的单跨梁半飘浮体系：相当跨内具有弹性支承的连续梁梁塔梁固结体系：相当于配置体外索的连续梁刚构体系：相当于配置体外索的连续刚构（压弯构件）索（受拉）：为主梁提供弹性支承塔（受压为主）：承受索力第四章 混凝土斜拉桥的设计与计算第一节 斜拉桥的静力分析双塔斜拉桥与多塔斜拉桥的受力特点二、计算方法概述分析方法一般简化为平面结构，采用杆系有限元计算直接采用空间杆系有限元方法考虑因素几何非线性中小跨度索的垂度效应P效应大跨度：大变形理论收缩、徐变、温度等引起的变形和内力重分布锚下局部应力计算:先进行整体分析，然后按圣维南假 定，

2、取出局部进行局部应力分析施工过程计算非常重要三、斜拉索的结构特性索垂度效应混凝土斜拉桥的拉索一般为柔性索，高强钢丝外包的索套仅作为保护材料，不参加索的受力，在索的自重作用下有垂度，垂度对索的受拉性能有影响，同时索力大小对垂度也有影响。为了简化计算，在实际计算中索一般采用一直杆表示，以索的弦长作为杆长。关健问题是考虑索垂度效应对索的伸长与轴力的关系影响，这种影响采用修正弹性模量来考虑，其计算思路如下：索在恒载作用下的几何方程设索无荷载作用时的长度为l，如下图，由索任意截面弯矩为零有：1、垂度对索轴向变形的影响HFLHFgffLbmmlg=gcos11yxcoscos)()(cos)(122Hgd

3、xydHxMyxMyHxMyF对于索的跨中截面 ,有： mxx 对上式积分可得到索的几何方程为悬链线HgLfLlggFHlgFfmm8cos/,coscos812121由可得：323212cosFlgdFldFflm由于：lldAdF索的伸长与垂度的关系索的几何形状为悬链线，如近似按抛物线考虑，则索在自重作用下的长度为：223223212124cos24cos)(38FLgHLglLllflLm则索的伸长为：cosFH 等效弹性模量实际上在应力 索的轴向变性由两部分组成 （1）索自身的弹性变形 ；（2）垂度效应 : 则结构的等效弹性模量可表示为ef则用弹性模量表示有：232323)(12cos

4、12LlAglFldlAdFEfAg /其中为索容重eeefeefeefeffeegEELEEEEEEEEEEE3212)(11lldAdF352223212cos11)(12)(1112)(11HAEGAFLgELeecosFH Ag /coslL lgG四、平面杆系有限元法（直接刚度法）计算斜拉桥内力和变形国内对于中小跨度斜拉桥一般采用平面杆系有限元计算斜拉桥的内力和变形，分析时主梁和塔采用梁单元，而索采用直杆单元，杆单元的弹性模量采用前面推导的修正弹性模量考虑垂度效应。杆单元和梁单元的单刚矩阵分别为：杆单元000000000000lAElAElAElAEKegegegegeij式中A，l分别为斜拉索的钢丝面积和弦长梁单元及P效应斜拉桥的主梁和塔都是同时存在压力和弯矩。轴力和弯矩相互作用（如下图），考虑轴力和弯矩相互作用后弯矩平衡方程为：QMNQMNMxvuvvuiiiiiijjjjjj0)(ijjjivvNMLQMiiiMvvNxQM)(任意截面弯矩在实际中采用稳定函数的概念来考虑弯矩和轴力的相互作用，考虑弯矩和轴力相互作用后的单刚矩阵为：3662654632622561552531525445414362353332322261252231225145110000000000000000SKSKSKSKSKSKSKSKSKSKSKSK