下册第篇第四章 混凝土斜拉桥的设计与计算二

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，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对于索的跨中截面,有：对上式积分可得到索的几何方程为悬链线由可得：由于：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：则索的伸长为：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则用弹性模量表示有：其中为索容重四、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：任意截面弯矩在实距际中猪采用谊稳定栋函数裹的概贤念来凯考虑灶弯矩谢和轴你力的鸽相互无作用允，考吩虑弯秤矩和散轴力拣相互应作用桥后的石单刚掘矩阵药为：上式塘中：外为告未修谅正的他刚度世，按前结构膛力学毅教材迁计算所，您为考狮虑弯筹矩、环轴力款相互刷作用耳的稳洽定函贞数，杯可参论考有参关文虑献计粉算。五、房诚斜拉严桥的伤恒载腹计算成桥状态内力的初步确定施工时张拉索力及梁段标高：倒退分析根据施工过程计算恒载收缩、徐变的影响温度影响前进分析1、床成桥势状态寺内力橡的初冶步确交定国内窜成桥污状态板内力共的初誓步确订定目示前有及两种争方法运：（暖1）停刚性喘支承鱼连续妻梁法津；（左2）达指定丹主梁疫应力购法。财其中树刚性眠支承袖连续妙梁法瓣应用捷得较箱多。刚曲性支醉承连违续梁宿法所谓刚性属支承泽连续仓梁法秆就是隆求一巧组恒阴载索览力值照，使厚主梁朴在恒洲载和克索力肚作用姓下，判成桥关后索县梁连怨接点蹦处的决位移激为零亲。这时舟主梁乳的恒岂载弯茧矩即槐为刚腰性支吴承连店续梁号的弯葬矩。槐具体轰计算失过程申如下骂：首塞先根耍据一骂次落管架，只计算嗓在恒止载作阅用下案（索势力为模零）螺索梁矿连接繁点处正的垂钩直位馒移和馅塔顶滥水平烛位移秧（i=1胡,2学,3胶…）然孤后依身次计飘算出害拉索爹为单伪位力浊时对罩这些山点的亏影响绕量佣，丝式k为节都点编雾号，涛i为飞拉索砌边号厚。于属是在悟恒载季和索需力共活同作徐用下殖，以袜使各骗节点眼竖向济位移忍为零笨为条篇件可块以写录出如弓下线立性方邪程组其：2、粱倒退蚀分析探（计匹算施乱工时屑张拉汁索力捧、及歪施工步时梁露段标垄高）倒退原分析惰法是沾从斜翁拉桥饭成桥革状态燥（初斤始恒宫载状泄态）恒出法缩慧，按螺照与伤实际龄施工惑次序月相反吓相反先的顺法序，槽进行娃逐步猴倒退吊计算蔬而得临到各蒸施工筐阶段须的控疏制参锹数。势结构态据此疫数据灰按正采装顺数序施虹工完挂毕，增在理贱论上师斜拉陆桥的剧恒载善内力暂和变捉形便杨可达螺到预毯定的棍成桥狗状态3、庭根据缝施工踪蝶过程虏计算裤恒载狼（前骡进分浪析〕3、搅施工疏空制隆前进篮和倒串退分嘱析六、斜拉桥的活载内力分析在成桥状态利用影响线加载求活载内力索弹性模量仅考虑恒载修正刚度矩阵的P-效应仅考虑恒载七、退斜拉幼桥的恒稳定艺性及