【正文】 力的一半之和作為初張 力施加到模型的斜拉索上。 （三 ） 求截面特性數(shù)據(jù)： 主桁上下弦、斜桿、豎桿 、主桁橫梁、斜腿 的單元截面特性如面積、慣性矩用 CAD 求 得 ，具體數(shù)值 見(jiàn)表 2—1。 斜腿處的單元按變截面計(jì)算，且為線性 變化，截面特性標(biāo)識(shí)號(hào)為 27－ 58。 二、 節(jié)點(diǎn)自由度 （一）輔助墩支撐處的節(jié)點(diǎn) 80、 8 15 15 23 24 30 31 39 4046 474 只有 Y 方向 位移 約束， 其余位移分量均為自由。 第二節(jié) 建模過(guò)程 一、 節(jié)點(diǎn)編號(hào) （一 ） 將主桁縱向定為 X 軸，主桁橫向定為 Y 軸，沿塔的方向?yàn)?Z 軸。橋面板每幅橋（ 15米寬）每個(gè)節(jié)間分四塊預(yù)制， 在公路縱梁剪力釘群處開(kāi) 27X32厘米空讓剪力釘群插入，預(yù)制板寬 6600 毫米，長(zhǎng) 6520 毫米，重量約 45噸。 道碴槽板橫向分兩塊制造， 接縫位于兩線路之間中心處，在每個(gè)鐵路橫梁頂處道碴槽板斷開(kāi)設(shè)工作縫。上弦桿中，邊桁采用不同的斷面尺寸，邊桁為 1300 1300 毫米，橫坡由混凝土結(jié)合板形成；主桁在邊桁處降低 300 毫米，中桁處降低 560 毫米，保證混凝土橋面板頂面與正交異性板頂面平 齊。 二 、 鐵路正橋主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）線路等級(jí)：客運(yùn)專線， I 級(jí)； （ 2）正線數(shù)目：客運(yùn)專線雙線及 I 級(jí)鐵路雙線； （ 3）正線相距：客運(yùn)專線 5 米， I 級(jí)線 米，客運(yùn)專線與 I 級(jí)線相距 米； （ 4）牽引種類：電力前牽引； （ 5）設(shè)計(jì)行車速度：貨車按 I級(jí)鐵路速度標(biāo)準(zhǔn)，客運(yùn)專線 200km/h以上，按 250km/h作動(dòng)力仿真設(shè)計(jì) ； （ 6）設(shè)計(jì)活載：客運(yùn)專線采用“ zk 活載”， I 級(jí)鐵路采用“中 － 活載” 。 火星這個(gè) 公鐵兩用 江山 大橋正橋全長(zhǎng) 米，在 這個(gè)銀河 公路，鐵路合建；在 水星 公路，鐵路平行對(duì)抗布置且兩橋中心線相距 40 米，公路橋位于鐵 路橋上游。鐵路四線，其中下游兩側(cè)兩線為 I 級(jí)干線，上游兩線為客運(yùn)專線；公路六車道，全寬為 27 米。 二 、 主桁 斜拉橋主梁為板桁 結(jié)合鋼桁 梁， N 行桁架，三片主桁，三片主桁間距 15m，總桁寬 30 米，桁高 米，節(jié)間長(zhǎng)度 14 米。鐵路橫梁為“工”形截面，高 2700 毫米，翼緣760 40 毫米，腹板厚 24 毫米，重量約 16 噸。安裝時(shí)鋼橋面板四片縱梁的豎腹板和下翼緣與公路橫梁以高強(qiáng)度螺栓 相連。 塔柱采用滑?；蚺滥Ｊ? 工。 （見(jiàn)圖 2—1） （ 二 ） 主塔編號(hào)： 將塔上的三 排索簡(jiǎn)化為中間一排，將索孔作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，左塔索孔編號(hào)為 475－ 490，左塔索孔編號(hào)為 555－ 570．將每根斜腿劃分為 30 個(gè)單元，左塔前斜腿編號(hào)為 493－ 523，左塔后斜腿編號(hào)為 524－ 554，右塔前斜腿編號(hào)為 573－ 603，右塔后斜腿編號(hào)為 604－ 634．其中 493 和 524 是同一節(jié)點(diǎn)的不同編號(hào)， 573和 604 也是同一節(jié)點(diǎn)的不同編號(hào)．主塔的 每根 橫梁 被劃分為 8 個(gè)單元，左塔橫梁為635－ 641，左 塔橫梁為 642－ 648．主塔總共有 164 個(gè)單元。 （二）左塔橫梁與主桁下弦接觸的節(jié)點(diǎn) 635 和 25 638 和 10 641 和 41 645 和13 642 和 29 648 和 453 分別被定義為同位移約束 四、 桿件單元 （一 ） 該 模型 單元截面特性數(shù)共有 68 種。 斜拉索為鋼絞線 有 214? 253? 283? 337? 379? 409? 421? 451? 7共 ８ 種， 面積 A 見(jiàn)數(shù)據(jù)文件， 彈性模 量 E=? 510 MPa， pkf =1470MPa。 第 二 節(jié) 公路 恒載 將公路橋面重量按施加于主桁（上弦）的結(jié)點(diǎn)荷載施加，荷載大小計(jì)算如下。 表 4—3 拉索初張力值 中桁 邊桁 1 邊桁 2 單元號(hào) 初 張 力（ kN） 單元號(hào) 初 張 力（ kN） 單元號(hào) 初 張 力（ kN） 1096 1160 1224 1097 1161 1225 1098 1162 1226 1099 1163 1227 1100 1164 1228 1101 1165 1229 1102 1166 1230 1103 1167 1231 1104 1168 1232 1105 1169 1233 1106 1170 1234 1107 1171 1235 1108 1172 1236 1109 1173 1237 1110 1174 1850 1238 1111 1175 1239 1112 1176 1240 1113 1177 1241 1114 1178 1242 1115 1179 1243 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 續(xù)上表 1116 1180 1244 1117 1181 1245 1118 1182 1246 1119 1183 1247 1120 1184 1248 1121 1185 1249 1122 1186 1250 1123 1187 1251 1124 1188 1252 1125 1189 1253 1126 1190 1254 1127 1191 1255 1128 1192 1256 1129 1193 1257 1130 1194 1258 1131 1195 1259 1132 1196 1260 1133 1197 1261 1134 1198 1262 1135 1199 1263 1136 1200 1264 1137 1201 1265 1138 1202 1266 1139 1203 4670 1267 1140 1204 1268 1141 1205 1269 1142 1206 1270 1143 1207 1271 1144 1208 1272 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 續(xù)上表 1145 1209 1273 1146 1210 1274 1147 1211 1275 1148 1212 1276 1149 1213 1277 1150 1214 1278 1151 1215 1279 1152 1216 1280 1153 1217 1281 1154 1218 1282 1155 1219 1283 1156 1220 1284 1157 1221 1285 1158 1222 1286 1159 1223 1287 第 五 章 斜拉橋結(jié)構(gòu) 內(nèi)力分析 第一節(jié) 恒載內(nèi)力 一、確定控制斷面 以 主跨 跨中斷面和支座處（主桁橫梁處）斷面為控制斷面。 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 橋面板橫梁 縱梁 圖 5—5 公路橋面上布車輛 荷載示意圖 圖 5—6 橫向分布 系數(shù)計(jì)算圖示 如圖 5—6 所示： 橫向分布 系數(shù) m=21 (+++++++) 2= 按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 橫向折減系數(shù)為 ，縱向折減系數(shù)為 ， 折減后 中桁 的橫向分布系數(shù) ： qm = = 求得： kq ＝ =kP =360 = 第三節(jié) 公路 橋面橫向分布系數(shù)計(jì)算 一 、 計(jì)算方法 杠桿法，即取跨中處的橫梁為簡(jiǎn)支梁，將 其與桁架的連接簡(jiǎn)化為剛性支承，橫梁上的列車活載通過(guò)剛性支承傳到 桁 架 上。 如圖 5—12 所示 25025507510012515017520081 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156節(jié)點(diǎn)號(hào) 圖 5—12 列車活載下 117 單元的影響線 （單位 kN 10－ 2） XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 使用換算荷載，在 主跨跨中部分（ 節(jié)點(diǎn) 111 和 127 之間） 布滿均布荷載。 恒載和加初索力作用 下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的軸力 1N =－ kN 汽車活載作用下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的軸力 2N = kN 列車活載作用下 支座上弦控制桿件（ 21 單元）的軸力 3N = kN udS0? = )( 2211110 KKG SSN ???? ?? = [（ ） + + ] = kN XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 ２．彎矩 按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通 用規(guī)范》的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，采用基本組合。 一 、 上弦桿件 21 單元疲勞檢算 21 單元為拉－壓循環(huán)以拉為主（－ 1﹤ ? ﹤ 0） 查《鐵路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范》得 疲勞檢算公式： ? ??????? ??? tnd )( m i nm a x XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 37 上式中： d? —— 雙線修正系數(shù)， 取 n? —— 損傷修正系數(shù)，取 t? —— 板厚修正系數(shù)，當(dāng)板厚 t=28㎜ ﹥ 25㎜時(shí)， t? =4 /25t = ? ??? —— 常幅 容許應(yīng)力 幅，查得 ? ??? ＝ MPa max? = MPa ???????? ? 7 4 4 9 9101 9 5 5 2 0 9 3m i n?－ MPa 計(jì)算 得： )( m inm a x ???? ?nd = = MPa t? ? ??? = = M ? ??????? ??? tnd )( m inm a x 所以 上弦桿件 21 單元疲勞檢算 滿足要求。 給斜拉索施加上 初張力后，控制桿件（主跨跨中的下弦和支座處的上弦）的內(nèi)力發(fā)生較大變化。 四 、 不妥 之處 本文在建模時(shí)將主桁結(jié)構(gòu)離散為桿系。而該斜拉橋 的 設(shè)計(jì)行車速度： 貨車按 I 級(jí)鐵路速度標(biāo)準(zhǔn)，客運(yùn)專線 200Km/h 以上，速度高于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的。 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 38 第三節(jié) 剛度檢算 斜拉橋（除了具有剛性拉桿或拉板者外）都屬于纜索支承的柔性結(jié)構(gòu)，而鐵路橋梁對(duì)剛性的要求較高，所以鐵路斜拉橋或公鐵兩用斜拉橋的設(shè)計(jì)往往由剛度控制。 二 、下弦桿件檢算 （一）跨中處 下弦控制桿件（ 117 單元） 截面面積 A＝ ㎡ 慣性矩 33I ＝ 4m 查《鐵路鋼橋設(shè)計(jì)規(guī)范》得 Q370qE 容許應(yīng)力值 ??? ＝ 220 MPa （二）計(jì)算沖擊系數(shù) １．汽車活載沖擊系數(shù) 查《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》得： 有輔助墩的斜拉橋的豎向彎曲基頻 f = l150 l －主跨跨徑 (m) f =504150 = z? ﹤ z? 所以汽車活載沖擊系數(shù) 1? = ２．列車活載沖擊系數(shù) 按鐵路規(guī)范，沖擊系數(shù) 2? ＝ L?4028 ＝ 1684028? ＝ 其中 L 為影響線加載長(zhǎng)度 （三）內(nèi)力組合 １．軸力 XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 36 按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，采用基本組合。 ? ＝ =168m , 查表得 K=， 跨中下弦控制桿件（ 117 單元）的 內(nèi) 力 軸力： N=K? = =。 四車道 橫向折減系數(shù)為 7 ???lm 設(shè)計(jì)活載：客運(yùn)專線和Ⅰ級(jí)鐵路采用“中一活載”。 如圖 5—1 圖 5—1 橫梁模型計(jì)算圖示 二、 求彈性支承的剛度系數(shù) 1K 是邊桁 1 的剛度系數(shù) 2K 是中桁的剛度系數(shù) 3K 是邊桁 2 的剛度系數(shù) XX大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 在斜拉橋的 跨中邊桁 節(jié)點(diǎn)上加單位力 ，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次靜力求解， 求得 各主桁上弦結(jié)點(diǎn)處的豎向位移，分別記為 11? ， 12? ， 13? ；同理在斜拉橋的 中桁上弦結(jié)點(diǎn)（ 40號(hào)節(jié)點(diǎn) ） 上加單位力求得 , 232221 ??? 在斜拉橋的 右側(cè)邊桁上弦節(jié)點(diǎn)（ 356 號(hào)節(jié)點(diǎn) ） 上加單位力求得 31? 、 32? 、 33? ，由靜力平衡，可得以 1K 、 2K 、 3K 為未知量的 方程組 ： 1113333223113232222111