【文章內(nèi)容簡介】 的線性和內(nèi)力狀態(tài)，其中最主要的是斜拉索的初張力。 斜拉橋靜力分析的基本過程大致可以分為以下三步： （ 1）確定成橋的理想狀態(tài)，即確定成橋階段的索力、主梁的內(nèi)力、位移和橋塔的內(nèi)力。 （ 2）按照施工過程、方法和計算的需要劃分施工階段。 （ 3）計算確定施工階段的理想狀態(tài)，經(jīng)過多次反復才可以達到成橋階段的理想狀態(tài)。 對于本雙索面肋板式斜拉橋的內(nèi)力計算，可將結構沿橋梁中心線分為兩個獨立的單索面桿系結構進行計算，考慮活載的橫向分布系數(shù)。也可將雙索面合并成一個單 索面結構進行計算。 本橋是混凝土預應力結構，先不考慮預應力筋的作用進行計算，待確定斜拉索的初拉力后，即確定成橋的理想狀態(tài)后，進行施工階段分析并進一步確定各施工階段的配筋，在確定使用階段配筋。之后，回頭計算各種荷載作用下的梁、塔、拉索的內(nèi)力。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 66 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 一、橋面板的計算寬度 因為斜拉橋的主梁不是純彎構件，且其軸向力沿軸向是累加的，其結構形式也不同（有較密的橫梁）。 根據(jù)有關實驗研究表明：在懸臂施工階段，因橋面內(nèi)部有較密的橫梁，而且主梁相當于具有連續(xù)支撐的連續(xù)梁，同時增大了頂板的剛度，在密橫梁的情況 下，橫梁使得集中力能較快的分布到整個斷面上，設計中按平面桿系計算的結果與實際情況偏差較小。 預應力混凝土主梁若干年后，由于混凝土的徐變的作用，截面的用力沿寬度方向的不均勻逐漸減小。因此本橋不考慮剪力滯效應的影響，僅對施工階段的應力進行控制。 二、 結構計算簡圖 圖 41 為該橋的結構計算離散圖，邊界條件為：橋塔固定于承臺頂，主梁與塔間為固結，邊墩均設縱向活動支座，結構體系屬于剛構體系。桿件之間的連接分為兩種：主梁和橋塔本身各桿件之間為固結，斜拉索與橋塔及主梁之間為鉸結。一個標準梁段分為 2 單元，每 根斜拉索為一個單元，全橋共劃分 101 節(jié)點， 136 個單元，其中主梁單元 78 個，索單元 36 個，索塔單元 20 個，墩單元 2 個。 詳見下頁圖 12 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 66 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 圖12 結構離散圖 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 66 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 三、理想成橋狀態(tài)的確定 理想成橋狀態(tài)的確定，其關鍵是確定成橋狀態(tài)拉索的初拉力。 斜拉橋索力調整理論 斜拉橋不僅具有優(yōu)美的外形，而且具有良好的力學性能，其主要優(yōu)點在于，恒載作用下斜拉索的索力是可以調整的。斜拉橋可以認為是大跨徑的體外預應力結構。在力學性能方面，當在恒載作用時，斜拉索的作用并不僅僅是彈性 支撐，更重要的是它能通過千斤頂主動地施加平衡外荷載的初張力，正是因為斜拉索的索力是可以調整的，斜拉索才可以改變主梁的受力條件?；钶d作用下斜拉索對主梁提供了彈性支撐，使主梁相當于彈性支撐的連續(xù)梁。由此可見，對于斜拉橋而言，斜拉索的初張力分析是非常重要的。 張拉斜拉索時，實際上已經(jīng)將該斜拉索脫離出來單獨工作，因為斜拉索的張力和結構的其它部分無關，而只與千斤頂有關，因此在張拉斜拉索時，其初張力效應必須采用隔離體分析。設在某個階段張拉第 5 號和 6 號索時，其初張力分別為 P5 和 P6。 首先將斜拉索從結構中隔離出來 ，其內(nèi)力為初張力 P5 和 P6，而斜拉索對結構的影響可以采用一對反向的集中力作用在橋塔和主梁上，如圖 25 所示。將主梁和橋塔上的集中力等效為節(jié)點荷載，迭加進入右端的荷載向量中，求解結構平衡方程得到結構的位移。斜拉橋的調索方法較多，目前較為常用的主要有剛性支撐連續(xù)梁法、零位移法、 倒拆和正裝法、無應力狀態(tài)控制法、內(nèi)力平衡法等。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 66 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 1）剛性支承連續(xù)梁法 剛性支承連續(xù)梁法是指成橋狀態(tài)下，斜拉橋主梁的彎曲內(nèi)力和剛性支撐連續(xù)梁的內(nèi)力狀態(tài)一致。因此，可以非常容易地根據(jù)連續(xù)梁的支承反力確定斜拉索的初張力。 （ 2）零位移法 、 零位移法的出發(fā)點是通過索力調整，使成橋狀態(tài)下主梁和斜拉索交點的位移為零．對于滿堂支架一次落架的斜拉橋體系，其結果與剛性支承連續(xù)梁法的結果基本一致。 （ 3）倒拆和正裝法 倒拆法是斜拉橋安裝計算廣泛采用的一種方法，通過倒拆、正裝交替計算，確定各施工階段的安裝參數(shù)，使結構逐步達到預定的線形和內(nèi)力狀態(tài)。 （ 4）無應力控制法 無應力控制法分析的基本思路是：不計斜拉索的非線性和混凝土收縮徐變的影響，采用完全線性理論對斜拉橋解體，只要保證單元長度和曲率不變，則無論按照何種程序恢復還原后的結構內(nèi)力和線形將與原結構一致。 應用這一原理，建立斜拉橋施工階段和成橋狀態(tài)的聯(lián)系。 （ 5），斜拉橋所力優(yōu)化實用方法（梁鵬老師的論文） 理論上，認為索力優(yōu)化的影響矩陣法是最完美的，此方法是基于影響矩陣法原理提出的斜拉橋成橋索力優(yōu)化方法。 本設計使用的方法是斜拉橋所力優(yōu)化實用方法 ，進行斜拉索索力的調整和優(yōu)化。 計算步驟： ①確定斜拉橋結構布置、壓重等；②建立桿系結構有限元模型，斜拉索用單模擬，單元的抗壓剛度不變，抗彎剛度改為 1/1000；③施加結構自重和壓重等外荷載，作一次落架線性分析計算；④調整壓重參數(shù)，新既得到彎曲能 量最小時的最優(yōu)索力。 根據(jù)拉索的初拉力進行拉索設計，并計算拉索的下料長度，這部分計算見第九節(jié) 斜拉索設計。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 66 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 優(yōu)化后拉索初拉力如下表 2 表 2 調整后初拉力表 3 表 3 優(yōu)化后的梁的彎矩圖如圖 13。 MID A S/C ivilPO ST PRO C E SSORBE A M D IAG RA M彎矩 y7 .79 4 6 2 e+0 0 35 .86 5 1 3 e+0 0 33 .93 5 6 4 e+0 0 32 .00 6 1 4 e+0 0 30 .00 0 0 0 e+0 0 0 1 .85 2 8 4 e+0 0 3 3 .78 2 3 3 e+0 0 3 5 .71 1 8 2 e+0 0 3 7 .64 1 3 1 e+0 0 3 9 .57 0 8 0 e+0 0 3 1 .15 0 0 3 e+0 0 4 1 .34 2 9 8 e+0 0 4C B: g LC B2MAX : 9 9MIN : 8 0文件 : 成橋分 新 1單位 : kN * m日期 : 0 6 /0 8 /2 0 0 7表示 方向X: 0 .00 0Y: 1 .00 0Z: 0 .00 0 圖 13 斜拉橋主梁彎矩圖 單元 初拉力 單元 初拉力 101 5967 110 4178 102 6151 111 3975 103 5734 112 3770 104 5358 113 3564 105 5112 114 3362 106 4929 115 3166 107 4755 116 2945 108 4570 117 2730 109 4377 118 3520 單元 初拉力 單元 初拉力 101 6100 110 4350 102 6300 111 4100 103 5900 112 3900 104 5500 113 3700 105 5300 114 3500 106 5100 115 3300 107 4950 116 3100 108 4750 117 2900 109 4550 118 3700 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 66 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 四、 施工過程計算分析 在斜拉橋設計中，可通過成橋階段分析得到結構的一些必要數(shù)據(jù)、拉索的截面和張力等，除此之外斜拉橋還需要進行施工階段分析。