【正文】 型的優(yōu)點(diǎn)是主梁的剛度系統(tǒng)和質(zhì)量系統(tǒng)都是正確的，缺點(diǎn)是無(wú)法考慮主梁的約束扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻(xiàn)，對(duì)于自由扭轉(zhuǎn)剛度較小的開口截面（例如疊合梁截面），這種模型會(huì)直接影響起重要作用的橋面扭轉(zhuǎn)頻率的精度。主梁的抗拉剛度EA、豎向抗彎剛度EIx 、橫向抗彎剛度EIy 和自由扭轉(zhuǎn)剛度EId 以及分布質(zhì)量M和質(zhì)量慣性矩Im都集中在中間軸線上。吊索可用帶剛臂的索單元模擬。這些單元是：（1） 非線性空間索單元，用于模擬主纜、吊索；（2） 非線性空間梁?jiǎn)卧?，分為考慮和不考慮翹曲位移兩種情況，用于模擬變截面索塔和加勁梁。 扭轉(zhuǎn)及偏心荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析二維分析理論假定懸索橋加勁梁的彎曲與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合效應(yīng)薄弱，因此彎曲和扭轉(zhuǎn)的計(jì)算可分開進(jìn)行。大跨度懸索橋的特點(diǎn)是恒載集度遠(yuǎn)大于活載值，恒載引起的巨大的主纜索力提供比加勁梁自身剛度大的多的重力剛度。對(duì)于懸索橋的非線性問(wèn)題，主要是兩個(gè)方面：荷載作用下的大位移和結(jié)構(gòu)的初始內(nèi)力。 豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析可分為彈性理論、撓度理論和有限位移理論，三者在考慮非線型的程度上有較大的區(qū)別。 結(jié)構(gòu)計(jì)算理論簡(jiǎn)介對(duì)于懸索橋的結(jié)構(gòu)分析，一般采用二維平面分析法和空間分析法，所謂二維計(jì)算法就是忽略懸索橋的空間特性，將懸索橋按荷載作用情況分為豎向荷載作用平面，橫向荷載作用平面及扭轉(zhuǎn)荷載作用平面，然后分別對(duì)各個(gè)平面進(jìn)行受力分析。高跨比為1/121；，寬跨比為1/；(4) 吊索間距：9+32+16m；(5) 本橋單根主纜由33束預(yù)制索股組成，每根主纜斷面直徑為 ，空隙率19%；(6) 恒載：加勁梁 二期荷載 ，（8cm瀝青混凝土橋面鋪裝，容重取25kN/m3，人行道板取4kN/m2）(7) 風(fēng)荷載：由規(guī)范可知。雖然推薦橋型方案在經(jīng)濟(jì)性方面很不占優(yōu)，但是，橋梁設(shè)計(jì)也要盡可能地采用新結(jié)構(gòu)，新工藝，由此才能促進(jìn)橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展，相信在此對(duì)該橋型做出比較淺顯的涉及后，將來(lái)會(huì)對(duì)其有更深入的研究，以解決一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題，使得該橋型更加具有實(shí)際性和可操作意義。安全性：對(duì)于建成后使用的拱橋和懸索橋是十分安全的，如果說(shuō)拱橋在施工階段有一定危險(xiǎn)，但也很少聽聞懸索橋在施工及運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)過(guò)事故，故其安全性是有保證的；適用性：三個(gè)方案均具有適用性；經(jīng)濟(jì)性：三個(gè)方案中除推薦方案造價(jià)比較高外，另兩個(gè)比較方案均比較經(jīng)濟(jì)，故經(jīng)濟(jì)性是推薦方案的一個(gè)軟肋；美觀方面：拱橋和懸索橋相對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋來(lái)說(shuō)更加美觀，都是我國(guó)的傳統(tǒng)橋型，拱橋古典優(yōu)雅，和環(huán)境十分協(xié)調(diào)，而此懸索橋由于造型奇特，尤其是力學(xué)結(jié)構(gòu)上比較新穎，受力明確，散發(fā)一種生機(jī)勃勃的朝氣，十分有活力；環(huán)保方面：三者對(duì)環(huán)境的影響均不大，可能推薦方案的錨碇施工對(duì)地質(zhì)有些影響，不過(guò)也是機(jī)械方面的小擾動(dòng)，不存在環(huán)保問(wèn)題；耐久性：推薦方案懸索橋的吊索需要更換，另外兩個(gè)比較方案耐久性均可以，其中拱橋應(yīng)該是最好的。節(jié)段吊裝施工，較易，但施工監(jiān)控很重要。但可參照典型懸索橋的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工方法和難易程度掛籃平衡懸臂現(xiàn)澆施工，懸臂施工經(jīng)驗(yàn)足，進(jìn)度快技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。 各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 方案比選表方案類別第一方案第二方案第三方案工程項(xiàng)目主橋跨橋型結(jié)構(gòu)三跨連續(xù)剛構(gòu)橋88+154+88m上承式箱板拱橋183m獨(dú)塔單跨懸索橋272m主跨梁高～主橋跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高速行車平順，可減少大型支座的費(fèi)用充分發(fā)揮混凝土材料受壓性能，結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，動(dòng)力性能好結(jié)構(gòu)新穎，受力明確，避免傳統(tǒng)懸索橋反對(duì)稱特性的不利影響建筑造型主橋線條簡(jiǎn)潔明快，外型樸素大方，線形流暢，視野開闊氣勢(shì)宏偉，外觀優(yōu)美，典雅樸素且與地形極為相稱造型美觀新穎，線條簡(jiǎn)潔養(yǎng)護(hù)維修工作量很少少一般設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)成熟，國(guó)際先進(jìn)水平。江中采用浮運(yùn)吊裝，蕩移曲外結(jié)合鋼棧橋施工。（7）施工方案：先纜后梁，鋼箱梁剛結(jié)后再橋面二期施工。（5）索塔：采用預(yù)應(yīng)力混凝土門式框架結(jié)構(gòu)，索塔橋面以上為56m，全高82m，塔柱為帶倒角的空心箱形截面，基礎(chǔ)采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，高6m，每層臺(tái)階厚2m。吊索為銷接式,為方便取材與施工也采用鍍鋅高強(qiáng)鋼絲，其材料與規(guī)格與主纜相同。主跨主纜垂跨比約為1/10， m2。橋面縱坡1%，對(duì)稱設(shè)置，%的雙向橫坡。引橋采用預(yù)制吊裝預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。（6）施工方案：主橋拱圈采用纜索吊裝施工，主拱圈由工廠分段預(yù)制，試拼合格后通過(guò)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)纜索吊裝。（5）下部構(gòu)造：拱座為長(zhǎng)18m，高15m的臺(tái)階形大體積混凝土工程。（4）引橋設(shè)計(jì) ：主橋一邊為330m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁，另一邊為230m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。對(duì)高度超過(guò)15m的立柱，還設(shè)有橫系梁。（3）拱上建筑：拱上立柱為柱形，平面尺寸分為1m1m兩種。拱圈采用節(jié)段預(yù)制，現(xiàn)澆拱接縫與拱圈形成整體并受力。 橋面縱坡1%，對(duì)稱設(shè)置，%的雙向橫坡。（4）施工方案：本橋采用掛籃懸臂施工法，0號(hào)塊和1號(hào)塊采用搭支架現(xiàn)澆，然后掛籃懸臂澆筑施工，先邊跨合龍?jiān)僦锌绾淆?，墩身采用翻模法施工。主墩墩身外形尺寸?m6m，凈間距5m，由于地質(zhì)條件良好，故采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)高3m，每層臺(tái)階厚1m。（3）下部構(gòu)造：連續(xù)剛構(gòu)由于墩梁固結(jié)，即使在正常使用條件下，由于溫度變化、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力及行車制動(dòng)力等因素的存在，使得橋墩基礎(chǔ)一直有水平力作用，若墩的抗推剛度大，則以上幾項(xiàng)因素引起的次內(nèi)力將相當(dāng)大。該橋采用三向預(yù)應(yīng)力體系,， 橋面縱坡1%，對(duì)稱設(shè)置，%的雙向橫坡。表1 地面線里程樁號(hào)及地面標(biāo)高地面線點(diǎn)號(hào)里程樁號(hào)（m）地面標(biāo)高（m）1K5+234567891011121314151617 設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B012003）(2) 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ D602004）(3) 《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 02586）(4) 《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明》（JTJ 2002）(5) 《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 0412000）(6) 《公路工程抗震規(guī)范》（JTJ04489）(7) 《公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D622004）(8) 《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGT D60012004）(9) 《公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ02485）(10)《橋梁工程(上冊(cè))——范立礎(chǔ)編》(11)《橋梁工程(下冊(cè))——顧安邦編》(12)《橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第2章 方案比選 初擬方案根據(jù)橋址地形、地質(zhì)、水文條件和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,擬訂出不同體系、不同材料且各具特色，并可能實(shí)現(xiàn)的六個(gè)橋型方案圖式：1. 86+158+86m三跨連續(xù)梁橋2. 88+154+88m三跨連續(xù)剛構(gòu)橋3. 凈跨183m的上承式箱板拱橋4. 凈跨220m的中承式鋼管混凝土拱橋5. 跨徑264m的獨(dú)塔單跨隧道錨混凝土加勁梁懸索橋6. 跨徑90m+180m的獨(dú)塔雙索面斜拉橋 方案初選從總體布局、環(huán)境協(xié)調(diào)、通航要求、技術(shù)先進(jìn)性、施工可能性、景觀要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多方面考慮后，選出以下三個(gè)圖式來(lái)進(jìn)行方案比選。本工程里程樁號(hào)及地面標(biāo)高參見表1。地形地質(zhì)條件：，其下為大范圍弱風(fēng)化白云巖層。扭轉(zhuǎn)及偏心荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析畢業(yè)論文目　錄第1章 基本資料 1 睿江大橋設(shè)計(jì)資料 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 2第2章 方案比選 3 初擬方案 3 方案初選 3 各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 6 推薦橋型方案 7 設(shè)計(jì)荷載及其組合 8 主要設(shè)計(jì)荷載 8 主要荷載組合 8 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 9第3章 結(jié)構(gòu)分析理論及成橋計(jì)算 10 結(jié)構(gòu)計(jì)算理論簡(jiǎn)介 10 豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析 10 橫向荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析 10 扭轉(zhuǎn)及偏心荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析 10 空間分析法 11 睿江大橋結(jié)構(gòu)分析理論 12 睿江大橋有限元模型 13 材料參數(shù) 13 模型結(jié)構(gòu)的組成 15 模型邊界條件的模擬 17 睿江大橋空間有限元模型 17 懸索橋成橋狀態(tài)靜力計(jì)算 19 結(jié)構(gòu)“初始平衡狀態(tài)”的確定 19 滿跨汽車荷載分析 25 滿跨人群荷載分析 26 靜風(fēng)荷載分析 27 溫度作用分析 29 移動(dòng)荷載工況分析 31 屈曲分析 33 動(dòng)力分析 34 特征值分析 34 反應(yīng)譜分析 39 時(shí)程分析 39第4章 主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 41 索塔設(shè)計(jì) 41 國(guó)內(nèi)外已建成或在建的鋼筋混凝土索塔 41 尺寸的擬定 41 索塔驗(yàn)算 43 主纜的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 44 主纜的材料及截面 44 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與受力分析 45 主纜安全性系數(shù)驗(yàn)算 48 吊桿的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 48 吊桿的材料 48 吊桿結(jié)構(gòu)形式 48 吊索安全性系數(shù)驗(yàn)算 49 加勁梁設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 52 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)造 52 結(jié)構(gòu)受力分析及強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算 53 巖孔錨和索鞍的設(shè)計(jì) 56第5章 施工組織設(shè)計(jì) 58第6章 施工階段仿真分析 66 鞍座自由滑移施工分析 67 鞍座固結(jié)施工分析 73 鞍座頂推施工分析 74結(jié)束語(yǔ) 79致 謝 82參考文獻(xiàn) 83附 錄 842012屆橋梁專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 基本資料 睿江大橋設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 荷載：公路－I級(jí)＋人群作用； 橋面寬度：凈9m+2，自行根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)其它細(xì)部構(gòu)造尺寸；橋面縱坡：1%，對(duì)稱設(shè)置，需采用圓弧線或緩和曲線連接，曲線設(shè)置需符合相關(guān)規(guī)范要求；橋面橫坡：%。氣象情況：年平均氣溫20~30℃；℃；℃；℃；℃。其他信息：通航要求：IV（1）。設(shè)計(jì)可不含橋臺(tái)以外的引道工程。1） 第一方案——三跨連續(xù)剛構(gòu)橋（） 三跨連續(xù)剛構(gòu)（1）總體布置和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為88+154+88m三跨變截面單箱單室連續(xù)剛構(gòu)體系, 。（2）主梁截面：，從根部到跨中（兩端）箱梁底緣按二次拋物線變化，底板寬6m，,0號(hào)塊距墩中心4m范圍內(nèi)箱梁頂板、1m，采用C50混凝土澆筑。本橋采用雙薄壁墩身，壁厚2m .主墩墩高分別為44m、55m，具有較好的柔性，能夠很好的適應(yīng)連續(xù)結(jié)構(gòu)的變形，從而減少了連續(xù)結(jié)構(gòu)因溫度變化、混凝土收縮徐變等因素在墩身中產(chǎn)生的次內(nèi)力。橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)。2） 第二方案——上承式箱板拱橋（） 上承式箱板拱（1）總體布局和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為330m+183m+230m，其中主橋?yàn)閮艨?83m的上承式箱板拱，兩邊引橋均為標(biāo)準(zhǔn)跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。（2）主拱圈：主拱圈采用上承式板拱懸鏈線無(wú)鉸拱，凈跨徑183m，矢跨比1/5。為增大拱箱的整體性，除了在吊裝點(diǎn)和立柱下設(shè)置橫隔板外，在每隔3m的拱肋弧長(zhǎng)處設(shè)置一橫隔板。在立柱與拱圈相接的地方設(shè)置有與拱圈同寬的墊墻，保證上部荷載能比較均勻的傳遞到每個(gè)拱箱，對(duì)于高立柱為避免應(yīng)力集中，在此間還設(shè)有一定高度的底座。其上是19孔10m跨標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，,橋?qū)挿较蛐璨贾?1塊空心板，蓋梁頂設(shè)橫坡。T梁梁高2m，每跨采用7片預(yù)制T梁，蓋梁頂設(shè)橫坡?；A(chǔ)采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，高2m，每層臺(tái)階厚1m，橋臺(tái)采用重力式U型橋臺(tái)。主拱圈合龍后，開始修建拱上立柱，現(xiàn)澆蓋梁，吊裝預(yù)應(yīng)力空心板橋面板，最后進(jìn)行橋面系的施工。3） 第三方案——獨(dú)塔單跨巖孔錨鋼箱加勁梁懸索橋（） 獨(dú)塔單跨巖孔錨鋼箱加勁梁懸索橋（1）總體布局和結(jié)構(gòu)體系：此方案的橋跨布置為230m+272m，其中主跨為272m的獨(dú)塔單跨巖孔錨鋼箱加勁梁懸索橋，由于邊跨較短，并且地形較好，于是采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。（2）主纜：主纜采用PPWS法施工的平行鋼絲束股鋼纜，全截面共33根束股， mm的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲編成。（3）吊索：主橋主跨的豎直吊索間距為9+328+16m，邊跨內(nèi)不設(shè)吊索。（4）加勁梁：本橋加勁梁采用扁平鋼箱梁截面型式，端部梁高，頂板厚14mm，底板厚12mm，%。（6）錨碇：為提高經(jīng)濟(jì)效益，減小對(duì)山體的擾動(dòng)，兩錨碇充分利用地形，均采用巖孔錨。鋼箱梁從東向西依次吊裝，兩邊的端節(jié)段最后合龍。邊跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁采用工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)吊裝。有成熟的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)際領(lǐng)先水平經(jīng)驗(yàn)很少。纜索吊裝施工經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)基本成熟，沒(méi)有通航要求，施工方便，成拱后施工進(jìn)度快，簡(jiǎn)單，安全，便于控制。工期短較長(zhǎng)較長(zhǎng)工程數(shù)量混凝土（ ）高強(qiáng)鋼絲(t)　　鋼絞線(t)鋼材(t)1133方案比較結(jié)果比較方案比較方案推薦方案 推薦橋型方案經(jīng)過(guò)以上技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，并結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)的幾大原則，推薦第三方案獨(dú)塔懸索橋作為推薦橋型方案。 總的來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有第三個(gè)方案，也就是推薦橋型方案，根據(jù)以上分析比較，應(yīng)該是要選擇第二方案。 設(shè)計(jì)荷載及其組合 主要設(shè)計(jì)荷載恒載（永久荷載）：一期恒載，二期恒載活載（基本可變荷載）：公路一級(jí)風(fēng)（其他可變荷載）：溫度（其他可變荷載）：初始溫度20℃℃ ℃地震（偶然荷載）：未給（根據(jù)需要設(shè)計(jì)） 主要荷載組合 主要荷載組合荷載 組合ⅠⅡⅢⅣ恒載√√√√公路一級(jí)√√√人群√√溫升√溫降√風(fēng)√√地震√ 設(shè)計(jì)基本參數(shù)(1) 跨徑：60+272m；(2) 主塔高度：索塔橋面以上為 ，；(3)加勁梁型式為扁平鋼箱梁，正交異