斜拉橋設(shè)計與計算PPT總結(jié)84

斜拉橋設(shè)設(shè)計與計計算賁慶國國二O一二年九九月主要內(nèi)容容一、總體體布置二、結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計（（塔、梁梁、索））三、結(jié)構(gòu)構(gòu)計算四、橋梁梁實例介介紹一、總體體布置斜拉橋是是由塔、、梁和拉拉索等組組成的組組合受力力結(jié)構(gòu)體體系的橋橋梁。一、總體體布置斜拉橋傳傳力分析析示意桁架傳力力分析示示意一、總體體布置1、孔跨布布置邊跨可對對稱布置置或者不不對稱布布置，邊邊跨可設(shè)設(shè)置輔助助墩。一、總體布置置1、孔跨布置首先確定主跨跨跨徑，雙塔塔斜拉橋，邊邊中跨比一般般0.35-0.5，以0.4居多。（1）邊跨過小，，易導(dǎo)致邊跨跨負(fù)反力及尾尾索過大的應(yīng)應(yīng)力幅度（疲疲勞破壞）；；（2）邊跨過大，，邊跨彎矩過過大，中跨剛剛度小，不經(jīng)經(jīng)濟(jì)。一、總體布置置1、孔跨布置可對稱布置或或者不對稱布布置；不對稱布置更更為經(jīng)濟(jì)合理理，對稱布置置景觀性更好好一些；較為合理的邊邊中跨比0.5~1.0之間，以0.8左右居多。一、總體布置置2、主梁的支承承體系一、總體布置置2、主梁的支承承體系一、總體布置置2、主梁的支承承體系一、總體布置置2、主梁的支承承體系一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置一、總體布置置3、斜拉索布置置—索距的選擇一、總體布置置3、斜拉索布置置—索距的選擇一般中跨無索索區(qū)長度即合合攏段長度一、總體布置置4、索塔的布置置—縱向一、總體布置置4、索塔的布置置—橫向一、總體布置置4、索塔的布置置—橫向一、總體布置置4、索塔的高度度一、總體布置置5、總體設(shè)計流流程主橋跨徑、斷斷面布置確定定確定邊跨長度度塔高確定塔梁構(gòu)造確定定，主梁節(jié)段段長度，索塔塔拉索間距確確定成橋索力計算算施工階段、運運營階段計算算完成圖紙、計計算書主橋跨徑、斷斷面布置確定定穩(wěn)定、動力、、抗風(fēng)、局部部等計算二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁-截面及梁高密索體系，主主梁梁高一般般為主跨的1/100~1/300,中小跨徑一般般1/100~1/150，橋梁較寬時時，可能是橫橫向?qū)挾瓤刂浦?。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁-適用性二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁—截面特點二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁—截面特點二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁—截面特點二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁—截面特點二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁—截面特點二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計1、主梁—截面特點二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計2、索塔二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計2、索塔二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計2、索塔-構(gòu)造尺寸二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計2、索塔-上塔柱錨固區(qū)區(qū)二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索—截面組成二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索序號技術(shù)性能指標(biāo)平行鋼絲斜拉索環(huán)氧鋼絞線斜拉索1抗拉強(qiáng)度1670MPA-1770MPA1860MPA2拉索用量稍大減少約8%，比平行鋼絲斜拉索用量減少3防護(hù)性能1鍍鋅+纏包帶+HDPE環(huán)氧層+油脂+PE+HDPE6抗振性能鋼絲拉索結(jié)構(gòu)為整體粘結(jié)，抗振性能差鋼絞線斜拉索單根獨立、平行，每根鋼絞線振動時頻率基本相同，可相互抵消至最低7施工周期較短（成品索，工廠內(nèi)制作）較長（現(xiàn)場張拉）8施工難度需大型起重設(shè)備，采用較大的軟牽引力和拉桿牽引力工藝單根鋼絞線張拉，小型千斤頂即可10換索功能必須整體換索，費用大，需封閉交通原則上可進(jìn)行單根更換，但目前國內(nèi)市場上夾片錨固效率低，錨頭需灌注環(huán)氧砂漿錨固，不可更換。無成功更換實例二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索平行鋼絲斜拉索環(huán)氧鋼絞線斜拉索鍍鋅鋼絞線斜拉索橋梁實例蘇通大橋；南京長江二橋；南京長江三橋；上海長江大橋安慶長江大橋；泰安長江二橋；灌河大橋；五河口大橋；潤揚(yáng)大橋北汊橋；宜昌夷陵橋；青州閩江大橋二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索—錨頭構(gòu)造二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索-錨頭構(gòu)造二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索-錨頭構(gòu)造二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索-錨頭構(gòu)造二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索-錨頭構(gòu)造二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索-錨頭構(gòu)造二、結(jié)構(gòu)設(shè)計計3、拉索-錨固形式三、結(jié)構(gòu)計算算計算分類三、結(jié)構(gòu)計算算計算分類三、結(jié)構(gòu)計算算計算軟件1、整體靜力：：橋梁博士、、QJX、綜合程序，，midas、TDV,SAP2000,ANSYS；2、局部分析：：midas、ANSYS、Nastran,SAP2000等；3、抗震：midas、ANSYS、TDV、SAP2000等三、結(jié)構(gòu)計算算1、靜力計算分分析三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算方方法三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算流流程（1）確定結(jié)構(gòu)的的合理成橋狀狀態(tài)，確定成成橋索力；（2）根據(jù)成橋狀狀態(tài)，確定各各施工階段索索力；（3）進(jìn)行運營階階段的計算分分析；三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-合理成橋狀態(tài)態(tài)成橋狀態(tài)：與與合攏后的狀狀態(tài)不同，運運營10年的狀態(tài)；合理成橋狀態(tài)態(tài)(塔直梁平)，主要確定原原則：（1)索力分布均勻勻，除了0#1#索外，其余索索力逐漸遞增增；（2）主梁彎矩接接近剛性支撐撐連續(xù)梁的彎彎矩；（3）主塔彎矩盡盡可能小，豎豎直，合攏狀狀態(tài)向岸側(cè)預(yù)預(yù)偏；三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-合理成橋狀態(tài)態(tài)的索力計算算結(jié)構(gòu)體系為高高次超靜定，，主梁和索塔塔的受力狀態(tài)態(tài)對索力變化化很敏感，因因此拉索索力力的確定是達(dá)達(dá)到合理成橋橋狀態(tài)的關(guān)鍵鍵，確定合理理成橋狀態(tài)的的索力的方法法主要有：（1）最小彎曲能能量法；（相相比最小彎矩矩法，經(jīng)濟(jì)性性更好）（2）影響矩陣法法；（3）剛性支撐連連續(xù)梁法；（（主要適用于于對稱結(jié)構(gòu)））（4）最小彎矩法法；（5）用索最小量量法；三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-剛性支撐連續(xù)續(xù)梁法三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-施工階段計算算由于施工過程程中，結(jié)構(gòu)體體系和荷載狀狀態(tài)的不斷變變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力和線形不不斷變化，通通過優(yōu)化施工工階段索力，，使得結(jié)構(gòu)的的應(yīng)力及線形形能夠達(dá)到合合理成橋狀態(tài)態(tài)，該組施工工階段即為合合理施工狀態(tài)態(tài)，施工階段段索力仍是關(guān)關(guān)鍵，主要確確定方法：（1）倒拆法；（2）倒裝-正裝迭代法；；（倒拆法的的優(yōu)化）（3）無應(yīng)力狀態(tài)態(tài)控制法；（（結(jié)構(gòu)彈性，，單元長度曲曲率不變）（4）正裝迭代法法；（最小二二乘法縮小假假定與合理狀狀態(tài)差距）三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-施工階段索力力計算三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-施工階段索力力計算三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-施工階段計算算三、結(jié)構(gòu)計算算2、靜力計算-施工階段計算算三、結(jié)構(gòu)計算算3、拉索特性—索垂度效應(yīng)三、結(jié)構(gòu)計算算3、拉索特性—索垂度效應(yīng)三、結(jié)構(gòu)計算算3、拉索特性—索垂度效應(yīng)三、結(jié)構(gòu)計算算3、拉索特性—索垂度效應(yīng)三、結(jié)構(gòu)計算算4、拉索兩端傾傾角的修正三、結(jié)構(gòu)計算算5、斜拉橋活載載計算原因：1、活載所占內(nèi)內(nèi)力相比恒載載內(nèi)力小；2、活載作用時時拉索已經(jīng)有有較大的拉力力，斜拉索的的非線性小。。三、結(jié)構(gòu)計算算6、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定定計算三、結(jié)構(gòu)計計算7、結(jié)構(gòu)局部部計算在進(jìn)行完整整體計算完完成后，還還需要對一一些結(jié)構(gòu)和和受力復(fù)雜雜的局部構(gòu)件進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)分分析，確保保局部受力力安全。（1）主塔拉索索錨固區(qū)（（2）主梁拉索索錨固區(qū)（3）塔、墩、、梁固結(jié)部部位（4）寬箱梁的的翼緣部位位（剪力滯滯影響）三、結(jié)構(gòu)計計算7、結(jié)構(gòu)局部部計算—索塔錨固區(qū)區(qū)三、結(jié)構(gòu)計計算7、結(jié)構(gòu)局部部計算—索塔錨固區(qū)區(qū)三、結(jié)構(gòu)計計算7、結(jié)構(gòu)局部部計算—索塔錨固區(qū)區(qū)四、實例介介紹1、江六高速速京杭運河河特大橋四、實例介介紹1、江六高速速京杭運河河特大橋京杭大運河河蘇北段是是江蘇省最最重要的干干線航道之之一,航線交通十十分繁忙，，平均每分分鐘就有3艘船舶通過過?，F(xiàn)為II級航道(110××7m)，橋位處東東側(cè)(左側(cè))設(shè)置了待閘閘錨地，兩兩駁岸之間間距離為180m。待閘錨地四、實例介介紹1、江六高速速京杭運河河特大橋主橋橋型為為雙塔雙索索面混凝土土斜拉橋，，孔跨布置置108m+248m+108m。主橋支承承體系采用用半漂體系系。主塔：為H型混凝土框框架結(jié)構(gòu)主梁：預(yù)應(yīng)應(yīng)力砼邊主主梁結(jié)構(gòu)；；斜拉索：鍍鍍鋅平行鋼鋼絲。四、實例介介紹1、江六高速速京杭運河河特大橋施工方案：：主塔：支架架法+爬模法主梁：牽索索掛藍(lán)懸澆澆+支架法斜拉索：兩兩端冷鑄錨錨，塔內(nèi)張張拉四、實例介介紹1、江六高速速京杭運河河特大橋采用空間有有限元程序序分別進(jìn)行行整體計算算和局部計計算，主要要計算內(nèi)容容如下：主橋體系靜靜力計算分分析主塔橫向靜靜力計算主塔錨固區(qū)區(qū)預(yù)應(yīng)力配配索計算主梁橫梁計計算主梁橋面板板計算主塔基礎(chǔ)計計算全橋抗震、、抗風(fēng)、穩(wěn)穩(wěn)定性計算算邊墩及輔助助墩計算結(jié)構(gòu)計算四、實例介介紹1、江六高速速京杭運河河特大橋成橋階段—拉索成橋狀態(tài)下下單根拉索