双索面独塔斜拉桥设计计算书.docx

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1、第一部分方案比选第一章 方案构思与比选第 1 节 桥位处地形，地质等资料桥位处的地形，地质条件见图 1。共59页第9页第 2 节 方案构思与比选方案图 1 地质图根据拿到的地形地质图，根据交通量和排洪要求以及通航要求（无），本设计除了考虑到公路桥涵的设计要求技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理外，充分考虑景观要求，桥型比较尽可能多样化。拟定了以下三个比选方案：一，双索面独塔斜拉桥：a) 120m+120m=240m 对称布跨，采用固结体系，塔高 60m，塔高 H 与主跨之比为 0.5，采用 H 型塔， 主梁上斜拉索的标准索距为 6m ， 索塔上斜拉索的索距为2.0+16*1.2+2*1.5m

2、,桥面纵坡 2%。见布置图 7。b) 主梁采用实体双主梁截面，如图，梁高是 2m，是主跨的 1/60，梁总宽 23m，桥面净宽 8.5m+8.5m,桥面横坡为 1.5%。梁肋外的尖角是风嘴，起到导风的作用， 提高主梁的抗风能力，双索面斜拉索来抵抗梁的扭转作用。c) 截面见图 2 。图 2 斜拉桥主梁截面二，双薄壁连续刚构：图 3 连续刚构布置图a). 主跨径的拟定：注 图中尺寸以厘米计。主跨径定为 100m ， 边跨采用 0.65 倍的中跨径， 即 65m 。桥梁全长为65+100+65=230m ，见图 3。b). 顺桥向梁的尺寸拟定墩顶处梁高：根据规范，取 L/20,即 5.0m。跨中梁高

3、：根据规范，梁高为 1/301/50L，取 L/40,即 2.5 m。梁底曲线：选用二次抛物线。c). 截面的尺寸如下图 4，图 4 刚构截面图注 图中尺寸以厘米计。三，中承式钢管混凝土拱桥：主跨 120m图 5 中承式钢管混凝土拱桥a).主拱圈的跨径 L=160m,矢高 f=40m，矢跨比=1/4，b). 两主拱圈向里靠近形成提篮拱桥，可以提高拱桥的整体稳定性， 主拱圈的钢管混凝土的直径为 1.5m,在拱顶处设有三道横向联系， 在桥面下的拱圈上设有 K 型横联，来加强两拱圈的联合作用。c). 吊杆 10m 间距，主梁采用现浇的方式，如图 6，纵向 T 梁形式，横向通过加强横梁与吊杆相连，把桥

4、面支撑起来。图 6 拱桥梁截面图注 图中尺寸以厘米计。第 3 节 方案比选方案一 独塔斜拉乔方案斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，跨越能力强，60 多米的主塔充分显示其高扬特性，拉索的作用相当于在主梁跨内增加了若干弹性支撑，从而减小了梁内弯矩、梁体自重，从而减小梁体尺寸。施工技术较成熟。独塔斜拉桥只有一个大型基础，在施工过程中主梁梁恒载主要有索塔承担，两边墩台荷载较小，对河床两侧地质条件不均匀，一侧较好，一侧较差的桥位较适合。采用塔梁墩固结体系最为合理，固结体系可以大大提高结构的整体刚度。方案二 连续刚构方案：综合了连续梁桥和T 型刚构桥的受力特点，上部结构受力性能同连续梁桥一样， 而薄壁墩底部所

5、承受的弯矩，梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。其弯矩分布合理。采用挂篮悬臂浇注施工；不需大量施工支架和大型临时设备，桥梁施工受力状态与运营受力状态基本相近。施工机械化程度高，技术先进，方法简便工艺要求较严格。两个墩可以同时进行施工，施工进度快，占用施工场地少。无须支座，节省大型支座费用。结构刚度大，变形小，主梁变形挠曲线平缓。方案三中承式钢管混凝土拱桥方案：采用拱桥，本地形可只需要一跨，减少了修建高大桥墩的工程量，是一种美观经济的常用桥型。但需考虑混凝土收缩，徐变，温度变化，基础不均匀沉降和水平位移引起的影响。采用缆索吊装施工拱圈，桥面现浇施工。施工技术成熟。推荐方案综合多方面因素 ，根据

6、公路桥涵的设计要求：技术先进，安全可靠，适用耐久，经济合理；考虑到本桥与周围环境的相配合，并考虑到本桥不远处已经有一座同类型的拱桥，选用预应力混凝土独塔斜拉桥方案为推荐方案。下图为双索面独塔斜拉桥布置图，图 7 斜拉桥跨径布置图注 图中尺寸以厘米计。第 2 部分 斜拉桥设计与计算第 1 章 总体设计第 1 节 斜拉桥概述斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成， 其支承体系由钢索组成。上世纪 70 年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段： 第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力； 第三阶段：密索，主

7、梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到 10m 以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。混凝土斜拉桥已是跨径200m500m 范围内最具竞争力的桥梁结构。第节 技术指标及设计资料（一）技术指标1，路线等级：公路一级，双向四车道：2，设计车速：100km/h;3，桥面宽： 1.5m（拉索区）+0.5m(防撞护栏)+0.5m(过渡带)+7.5m(行车道)+0.5m(过渡带)+0.5m( 防撞护栏)+1m( 隔离带) +0.5m( 防撞护栏)+0

8、.5m( 过渡带)+7.5m( 行车道)+0.5m( 过渡带)+0.5m( 防撞护栏)+1.5m（拉索区）;4，设计作用：汽车作用：公路 1 级荷载，温度作用：体系温差20 度，主梁的温度梯度为5 度，梁与拉索的温差10 度；5，地震烈度：地震基本烈度为 7 度；6，桥下净空：满足排洪要求。7，桥面纵坡： 2%.8，桥面横坡 ： i=1.5%（二）设计采用的规范标准（1） 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)（2） 公路斜拉桥设计规范（试行）(JTJ027-96)（3） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)度（4） 公路工程技术标准（JTG B01-

9、2003）第 3 节 材料选择1，混凝土预应力混凝土主梁的混凝土强度等级为 C50，索塔为 C50，主墩墩身为 C50，承台、桩基、边墩和辅助墩墩柱均采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为 C40。预应力钢材桥塔锚索区的环向预应力钢筋为f32 的精轧螺纹粗钢筋， 强度标准值pksf =930MPa，弹性模量为 E =2.0105 MPa；主梁内的预应力筋除了施工阶段顶板有f32 的精轧螺纹粗钢筋外，其他均为 04 规范中的高强的松弛钢绞线，标准强度 1860 MPa,弹性模量为 E=1.9105 MPa,预应力管道均采用预埋金属波纹管成型。采用 OVM 锚具。2，普通钢筋：HRB335=带肋钢筋

10、,HRB235 光圆钢筋；3，斜拉索pkp该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由f7mm 高强平行钢丝组成，抗拉强度标准值 f =1670MPa，弹性模量为 E =2.05105 MPa，斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。4，桥面铺装8cm 厚防水混凝土，容重 23KN/ m3 。5，支座GPZ 抗震型盆式橡胶支座。6，伸缩缝SSFB240 型伸缩装置。第 4 节 总体设计根据交通量的要求，以及道路的通行能力，采用双向四车道布置。其设计车速为 100km/h，处在高速公路上禁止非机动车辆和行人。由于该桥的跨径不大，采用独塔斜拉桥，其桥塔拟定了门式

11、塔，型塔，和型塔三种方案。门式塔的景观效果不佳，A 型塔需要采用空间索面布置，且桥下的墩很高则导致很大的承台基础，通过比较采用 H 型塔，H 型塔构造简单，受力明确。为方便施工，降低造价，满足斜拉索的锚固要求，主梁采用实体双主梁截面，预应力混凝土结构。为了不削弱主梁的受力截面积，斜拉索锚固在主梁的下面。桥面铺装采用沥青混凝土，并设 1.5%的横坡来满足排水要求。跨径组成为 120m+120m=240m 对称布跨，塔高 60m，塔高 H 与主跨之比为 0.5，为了降低主梁的高度，减小主梁的弯矩，斜拉索采用密索体系，扇形布置，主梁上斜拉索的标准索距为 6m，索塔上斜拉索的索距为 2.0+16*1.

12、2+2*1.5m。斜拉索采用扇形布置，双索面相互平行。考虑到桥位处的地形条件，即桥面设计标高很高，最大有 40 多米深，主梁采用挂篮悬臂浇筑法施工。索塔采用爬模施工。支撑体系作为结构的边界条件，其选型既布置是非常重要的。本桥采用塔墩梁固结体系，该斜拉桥属于刚构体系。这种体系应用在独塔斜拉桥中有很大的优势， 无论是桥梁的建设中便于悬臂施工，还是桥梁的运营状态的性能都很好，由于是独塔，温度荷载对其的影响不像双塔斜拉桥那样巨大。一、 主梁设计主梁采用实体双主梁截面，截面尺寸如图，梁高是 2m，是主跨的 1/60，梁总宽 23m，桥面净宽 8.5m+8.5m,桥面横坡为 1.5%。梁肋外的尖角是风嘴，

13、起到导风的作用，提高主梁的抗风能力，双索面斜拉索来抵抗梁的扭转作用。纵向每隔 6m 设置一道横隔梁（在斜拉索锚固点处），横梁的设置主要考虑活载的横向分布以及桥面板的受力，斜拉索的锚固，以及增强桥梁的横向刚度，横梁的位置和斜拉索的锚固相对应。本桥的横梁的厚度为 30cm。图 81/2 斜拉桥主梁截面二、斜拉索设计注 图中尺寸以厘米计。该桥的主塔为空腹结构，上塔柱为斜拉桥锚固区，两索面相互平行，在主梁上的基本索距为 6.0m，索塔上的基本索距为 1.2m，最为册斜拉索的倾角为 26 度，为减小斜拉索的风振，雨振，在每根斜拉索上设有减震器。主桥斜拉索独塔共 72 根，塔端采用张拉端型锚具，梁端采用锚

14、固端锚具。在张拉过程中，斜拉索采用主塔端张拉，主梁端锚固。该桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，由f7mm 高强平行钢丝组成，抗拉强度标准值 f pk =1670MPa， 斜拉索外面包双层护套，内层为黑色高密度聚乙烯，外层为彩色高密度聚乙烯，锚具为冷铸墩头锚。斜拉索断面如图 9。三、主塔设计复合包带 黑色PE 彩色PE7mm 钢丝束最大外径拉索外径图 9 拉索断面图索塔采用造型美观的 H 型塔，钢筋混凝土结构。H 型塔造形简单，受力明确， 由于塔柱斜度较小，施工比较方便。索塔自承台顶到索塔顶的高是 97.5m，桥面以下部分索塔高 37.5m ，塔高于跨径的比为 0.5，桥面以上 30m 设一横梁，以增

15、强索塔的稳定性。索塔在梁底的部分称为下塔柱，梁底以上横梁以下部分为中塔柱，横梁以上部分为上塔柱。上塔柱直立，为斜拉索锚固区，高度为 28.5m。上，中塔柱截面采用单箱单室，顺桥向 5.5m 长，横桥向 3.0m。上横梁采用箱室截面，下横梁为预应力混凝土结构，主梁嵌在下横梁中。细部尺寸如图 10。图 10 索塔构造图注 图中尺寸以厘米计。四、下部结构构造根据地质条件，该桥选用桩基础，每塔 46 根直径 1.5m 的钻孔灌注桩，为端承桩。采用梅花桩布置，为了减小承台的体积，减少大体积混凝土的数量，承台采用哑铃型结构，承台厚 5.0m。在枯水季节采用土石围堰 施工桩基以及承台。共59页第15页第二章

16、整 体 分 析第 1 节 计算原则斜拉桥的结构分析计算，根据跨度的大小采用两种不同的理论。对于特大跨径的斜拉桥，为消除斜拉索及大变位引起的非线性因素的影响，必须采用有限变形理论； 对于中小跨径的斜拉桥，采用小变形理论即可获得满意的结果。平面杆系有限元法是计算斜拉桥内力的基础，其基础理论是小变形理论。在计算斜拉桥的内力及变形时，一般把空间结构简化成平面结构，但应计算荷载横向分布对结构的影响，以考虑结构的空间效应。而斜拉桥结构较柔，拉索的布置形式，主梁抗扭刚度都有影响，故在计算荷载横向分布系数时应综合考虑。本设计在计算斜拉索和索塔的内力时，采用杠杆法来考虑荷载的横向分布系数。斜拉桥的内力及变形分析

17、主要是斜拉索和索塔，所承受的荷载包括一期恒载， 二期恒载，活载，温度荷载，支座沉降，预应力，斜拉索的初拉力，混凝土的收缩徐变等。本斜拉桥内力计算的基本原则是：（1） 采用小变形理论按一般的平面杆系有限元法计算内力，不考虑非线性影响；（2） 为方便施工，拉索一次张拉至设计值；（3） 索塔在承台处固结，不考虑桩基础的影响；（4） 斜拉索的安全系数按不小于 2.5 考虑。本设计采用 MIDAS Civil Ver6.7.1 软件进行结构分析。第 2 节 设计资料一、截面特性主梁的截面几何特性是毛截面特性，构件的截面性质应根据不同的计算阶段决定采用换算截面特性还是采用净截面特性；拉索的面积为单根斜拉索

18、的面积。截面特性值表表 1截面位置面积抗弯惯距形心距（至底缘）截面高度m2m4mm主梁1.3424.8341.42索塔上塔柱2.2174.632.755.5中塔柱1.98768.542.755.5下塔柱上1.98768.542.755.5下塔柱下29120.352.755.5拉索PES7-1630.00627PES7-1510.00581PES7-1390.00535PES7-1270.00489PES7-1210.00466PES7-1090.00420PES7-0910.00352二、计算作用1. 设计作用永久作用：结构自重，预加力，混凝土的收缩徐变作用，基础变位作用； 可变作用：公路 1

19、 级荷载，温度作用。2. 自重（1） 一期自重主梁混凝土容重为 25.0 KN/ m3 ，桥塔为 26.0 KN/ m3 ，横梁自重按均布荷载作用在杆件元上。Midas 程序自动计算自重集度。（2） 二期自重二期自重是结构体系完成之后，沥青混凝土铺装和防撞护栏按均布荷载作用在杆件元上。其中：桥面铺装：（11.5-1-0.5-1.5）*2*0.07*24=32.64KN/m防撞护栏：9.73 KN/m合计： q2 =32.64+9.73=52.1 KN/m3. 汽车荷载（1） 设计荷载公路I 级车道荷载的均布荷载标准值为qK =10.5 KN/m；集中荷载标准值PK =360 KN。若计算剪力效

20、应时，集中荷载标准值 PK =360KN1.2=432KN。（2） 横向折减系数本斜拉桥横向布置设计车道数为 4，取横向折减系数 0.67。（3） 纵向折减系数本桥主跨的计算跨径 120m，取纵向折减系数 1。（4） 冲击系数双塔斜拉桥（有辅助墩）的竖向弯曲基频：f1 = 110 / l式中f1 竖向弯曲基频（Hz）；l 斜拉桥主跨跨径（m）。l =120m， f1 =0.92Hz；当 f1 1.5Hz 时， m=0.05；（5） 横向分布系数公路斜拉桥设计规范对荷载横向分布系数的计算方法没有明确规定， 经作者反复考虑比较，认为用简化的平面结构计算斜拉桥的内力时，采用杠杆法来求荷载的横向分布系

21、数是合理的。横向分布系数计算如下：图 11 横向分布系数计算图所以，=9.45/21.5*4*0.67=1.184. 温度作用均匀温度取20，梁、塔与斜拉索的温差取10，主梁的日照温差按桥面板升温 5计。5. 基础变位主墩沉降 2.0cm。第 3 节 建模分析斜拉桥是一种高次超静定结构，其力学结构行为和一般桥梁有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定以后，结构的恒载内里随之基本确定，无法进行较大的调整；而对于斜拉桥，首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线性和内力状态，其中最主要的是斜拉索的初张力。斜拉桥静力分析的基本过程大致可以分为以下三步：（1） 确定成桥的理想状态，即

22、确定成桥阶段的索力、主梁的内力、位移和桥塔的内力。（2） 按照施工过程、方法和计算的需要划分施工阶段。（3） 计算确定施工阶段的理想状态，经过多次反复才可以达到成桥阶段的理想状态。对于本双索面肋板式斜拉桥的内力计算，可将结构沿桥梁中心线分为两个独立 的单索面杆系结构进行计算，考虑活载的横向分布系数。也可将双索面合并成一个单 索面结构进行计算。本桥是混凝土预应力结构，先不考虑预应力筋的作用进行计算，待确定斜拉索 的初拉力后，即确定成桥的理想状态后，进行施工阶段分析并进一步确定各施工阶段 的配筋，在确定使用阶段配筋。之后，回头计算各种荷载作用下的梁、塔、拉索的内 力。一、桥面板的计算宽度因为斜拉桥

23、的主梁不是纯弯构件，且其轴向力沿轴向是累加的，其结构形式也不同（有较密的横梁）。根据有关实验研究表明：在悬臂施工阶段，因桥面内部有较密的横梁，而且主梁相当于具有连续支撑的连续梁，同时增大了顶板的刚度，在密横梁的情况下，横梁使得集中力能较快的分布到整个断面上，设计中按平面杆系计算的结果与实际情况偏差较小。预应力混凝土主梁若干年后，由于混凝土的徐变的作用，截面的用力沿宽度方向的不均匀逐渐减小。因此本桥不考虑剪力滞效应的影响，仅对施工阶段的应力进行控制。二、 结构计算简图图 4-1 为该桥的结构计算离散图，边界条件为：桥塔固定于承台顶，主梁与塔间为固结，边墩均设纵向活动支座，结构体系属于刚构体系。杆

24、件之间的连接分为两种：主梁和桥塔本身各杆件之间为固结，斜拉索与桥塔及主梁之间为铰结。一个标准梁段分为 2 单元，每根斜拉索为一个单元，全桥共划分 101 节点，136 个单元，其中主梁单元 78 个，索单元 36 个，索塔单元 20 个，墩单元 2 个。详见下页图 12三、理想成桥状态的确定79808182 8384858687890919293949596979189008011 233 455 677 899 10101 12123 14145 16167 18189 20201 23 24245 26267 28289 30301 32323 34345 36367 38389 4840

25、10 41412 43434 45456 47478 49590 51512 53534 56 57578 59690 61612 63634 65656 67678 69790 71712 73734 75756 78 7983828548768989109329549769981010共59页第16页图 12结构离散图理想成桥状态的确定，其关键是确定成桥状态拉索的初拉力。斜拉桥索力调整理论斜拉桥不仅具有优美的外形，而且具有良好的力学性能，其主要优点在于，恒载作用下斜拉索的索力是可以调整的。斜拉桥可以认为是大跨径的体外预应力结构。在力学性能方面，当在恒载作用时，斜拉索的作用并不仅仅是弹性支撑

26、，更重要的是它能通过千斤顶主动地施加平衡外荷载的初张力，正是因为斜拉索的索力是可以调整的，斜拉索才可以改变主梁的受力条件。活载作用下斜拉索对主梁提供了弹性支撑， 使主梁相当于弹性支撑的连续梁。由此可见，对于斜拉桥而言，斜拉索的初张力分析是非常重要的。张拉斜拉索时，实际上已经将该斜拉索脱离出来单独工作，因为斜拉索的张力和结构的其它部分无关，而只与千斤顶有关，因此在张拉斜拉索时，其初张力效应必须采用隔离体分析。设在某个阶段张拉第5 号和6 号索时，其初张力分别为P5 和P6。首先将斜拉索从结构中隔离出来，其内力为初张力P5 和P6，而斜拉索对结构的影响可以采用一对反向的集中力作用在桥塔和主梁上，如

27、图2-5 所示。将主梁和桥塔上的集中力等效为节点荷载，迭加进入右端的荷载向量中，求解结构平衡方程得到结构的位移。斜拉桥的调索方法较多，目前较为常用的主要有刚性支撑连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法等。（1） 刚性支承连续梁法刚性支承连续梁法是指成桥状态下，斜拉桥主梁的弯曲内力和刚性支撑连续梁的内力状态一致。因此，可以非常容易地根据连续梁的支承反力确定斜拉索的初张力。共59页第29页（2） 零位移法、零位移法的出发点是通过索力调整，使成桥状态下主梁和斜拉索交点的位移为零对于满堂支架一次落架的斜拉桥体系，其结果与刚性支承连续梁法的结果基本一致。（3） 倒拆和正装法倒拆法

28、是斜拉桥安装计算广泛采用的一种方法，通过倒拆、正装交替计算，确定各施工阶段的安装参数，使结构逐步达到预定的线形和内力状态。（4） 无应力控制法无应力控制法分析的基本思路是：不计斜拉索的非线性和混凝土收缩徐变的影响， 采用完全线性理论对斜拉桥解体，只要保证单元长度和曲率不变，则无论按照何种程序恢复还原后的结构内力和线形将与原结构一致。应用这一原理，建立斜拉桥施工阶段和成桥状态的联系。（5） ，斜拉桥所力优化实用方法（梁鹏老师的论文）理论上，认为索力优化的影响矩阵法是最完美的，此方法是基于影响矩阵法原理提出的斜拉桥成桥索力优化方法。本设计使用的方法是斜拉桥所力优化实用方法，进行斜拉索索力的调整和优

29、化。计算步骤：确定斜拉桥结构布置、压重等；建立杆系结构有限元模型，斜拉索用杆单元模拟，单元的抗压刚度不变，抗弯刚度改为 1/1000；施加结构自重和压重等外荷载，作一次落架线性分析计算；调整压重参数，重新计算；既得到弯曲能量最小时的最优索力。根据拉索的初拉力进行拉索设计，并计算拉索的下料长度，这部分计算见第九节 斜拉索设计。优化后拉索初拉力如下表 2表 2单元初拉力单元初拉力101596711041781026151111397510357341123770104535811335641055112114336210649291153166107475511629451084570117273

30、010943771183520单元初拉力单元初拉力101610011043501026300111410010359001123900104550011337001055300114350010651001153300107495011631001084750117290010945501183700调整后初拉力表 3表 313。优化后的梁的弯矩图如图图 13 斜拉桥主梁弯矩图BEAM DIAGRAM弯矩-y5.86513e+0033.93564e+0032.00614e+0030.00000e+000-1.85284e+003-3.78233e+003-5.71182e+003-7.6413

31、1e+003-9.57080e+003-1.15003e+004-1.34298e+004CB: gLCB2MIN : 80文件: 成桥分 新1表示-方向X: 0.000Y:-1.000Z: 0.000四、 施工过程计算分析在斜拉桥设计中，可通过成桥阶段分析得到结构的一些必要数据、拉索的截面和张力等，除此之外斜拉桥还需要进行施工阶段分析。斜拉桥正装分析根据施工方法的不同，斜拉桥的结构体系会发生显著的变化，施工中有可能产生比成桥阶段更不利的结果，所以斜拉桥的设计要做施工阶段分析。按施工的顺序进行分析的方法叫施工阶段的正装分析(Forward Analysis)。一般通过正装分析验算各个施工阶段的

32、产生应力，检查施工方法的可行性，最终找出最佳的施工方法。从斜拉索的基本原理上看，倒拆分析就是以初始平衡状态（成桥阶段）为参考计算出索的无应力长，再根据结构体系的变化计算索的长度变化，从而得出索的各阶段张力。一个可行的施工阶段设计，其正装分析同样可以以成桥阶段的张力为基础求出索的无应力长，然后考虑各施工阶段的索长变化得出各施工阶段索的张力。目前以上述理论为基础的程序都是大位移分析为主，其原因是悬臂法施工在安装拉索时的实际长度取值是按实际位移计算的。一般来说新安装的构件会沿着之前安装的构件切线方向安装，进行大位移分析时时，因为切线安装产生的假想位移是很容易求出来的， 但是小位移分析要通过考虑假想位

33、移来计算拉索的张力是很难的。MIDAS/Civil能够在小位移分析中考虑假想位移，以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。利用此功能可不必进行倒拆分析，只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。未闭合配合力具体包括两部分，一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力，二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。进行正装分析时，把计算的拉索与合拢段的未闭合配合力反映在索张力和合拢段闭合内力上，就能使初始平衡状态和施工阶段正装分析的最终阶段的结果相同斜拉桥的施工是逐步进行的，

34、祥见“全桥施工流程图”。首先进行基础和塔的施工，在支架或托加上浇筑桥塔处的0号块件，然后安装挂篮逐段浇筑主梁，带混凝土达到设计强度的85%后，张拉主梁内的纵向预应力和斜拉索，此为一个施工周期。重复施工，直到全桥合龙。横梁作为集中力作用在节点上。每个施工一个梁段，都对已完成结构产生附加内力，随着施工的进行内力不断累加，直到全桥合龙施加二期恒载后，每个截面的恒载内力才确定下来。共59页第29页根据施工顺序施工周期（10天）以及计算的简化，本桥施工阶段共划分22个受力阶段。 各施工阶段的划分如下：施工阶段1：桥塔的施工，计算模拟为安装索塔各单元。施工阶段2：安装0号块单元，施加预应力筋。并施加挂篮荷

35、载，下一个梁段的混凝土湿重。施工阶段3：安装1号梁单元 ，张拉并灌浆钢束，张拉拉索至设计索力， 上挂蓝荷载，下一个梁段的混凝土湿重。施工阶段 419：重复阶段 3 的施工过程。施工阶段20：安装18号梁单元 ，张拉并灌浆钢束，张拉拉索至设计索力， 施工阶段 21：拆除挂篮，安装合龙梁段 19，施加使用阶段的预应力筋。施工阶段 22：施加二期恒载。施工阶段 23：成桥后的应力验算。每个施工阶段的详细步骤如下：l 移挂篮；l 将本阶段需张拉拉索锚固在挂篮上，并第一次张拉；l 安装梁段钢筋、模板，调整到设计标高，并对拉索第二次张拉；l 浇筑该梁段混凝土；l 张拉对应梁段的预应力钢束；l 第三次张拉拉

36、索； 施工过程代表阶段见下图图 14 施工阶段 1图 15 施工阶段 2图 16 施工阶段 3图 17施工阶段 8图 19施工阶段 20图 20施工阶段 21图 21 施工阶段 22第 4 节 结构预应力筋布置主梁采用纵、横双向预应力混凝土结构。其中主梁纵向采用部分预应力 A 类构件，可以节省预应力钢材和工程费用。对施工阶段的预应力的设置，可按上述的阶段划分计算结构内力，只是不考虑预应力的作用，根据各阶段的内力情况，按照施工阶段的应力要求计算所需的预加力， 合理的布置预应力钢筋。并再次进行结构分析（考虑施工阶段的预应力），分析应力情况，使各截面的应力均满足规范的要求。完成施工阶段的配筋计算后，

37、进行使用阶段的预应力的计算。首先计算使用阶段的内力分布。按照上述的阶段划分计算，考虑施工荷载、施工阶段的预应力、收缩徐变等得出成桥后的内力，然后与活载、沉降、温度变化产生的内力相组合（承载能力极限状态和正常使用极限状态），根据内力组合结果，按两种极限状态分别进行配筋计算。调整预应力的布置，使是结构的应力分布达到合理的状态。一、主梁截面中的预应力筋布置图1. 施工纵向预应力本桥的施工预应力筋分两种：32 的精扎螺纹钢筋，锚下控制应力为=837MPa, 预应力管道采用45mm 的铁波纹管；1215.24 的预应力钢绞线，锚下控制应力为=1330MPa, 预应力管道采用75mm 的铁波纹管；见图 2

38、2。图 22 半主梁施工预应力筋布置图注 图中尺寸以厘米计。2. 使用阶段纵向预应力筋本桥使用阶段预应力筋采用的是 1915.24 的预应力钢绞线，锚下控制应力为=1330MPa, 预应力管道采用75mm 的铁波纹管。见图 23。图 22 半主梁正常使用预应力筋布置图注 图中尺寸以厘米计。二、加预应力筋后的成桥状态弯矩图POST-PROCESSORBEAM DIAGRAM弯矩-y9.41129e+0036.92808e+0034.44486e+0031.96165e+0030.00000e+000-3.00478e+003-5.48799e+003-7.97120e+003-1.04544e+

39、004-1.29376e+004-1.54208e+004-1.79041e+004STAGE:cs22最后MIN : 40文件: 施工阶段分析12单 位 : kN*m日 期 : 06/08/2007表示-方向X: 0.000Y:-1.000Z: 0.000图 24 加预应力筋后的成桥状态弯矩图由图 24 得知加预应力筋后的成桥状态弯矩图合理。第 5 节 加预应力筋后的各施工阶段应力分析施工阶段的应力分析，是对桥梁可以顺利完成的保证。计算中对各个施工阶段的梁的应力验算，以下列出个代表阶段的应力图来说明。图 25 加预应力筋后的各施工阶段应力图STAGE:cs1CS: 合 计最后MAX : 40

40、MIN : 80文件: 施工阶段分析12 单 位 : kN/m2日 期 : 06/11/2007表示-方向X: 0.000Y:-1.000 Z: 0.000MIDAS/Civil POST-PROCESSORBEAM STRESS组 合 1(-y,+z) 2.93897e+0032.44782e+0031.95666e+0031.46551e+0039.74351e+0024.83196e+0020.00000e+000-4.99115e+002-9.90270e+002-1.48143e+003-1.97258e+003-2.46374e+003a. 阶段 2 梁塔上缘的应力图最大拉应力为

41、1.9MPa，最大压应力为 12.7MPa.STAGE:cs1CS: 合 计最后MAX : 100MIN : 40文件: 施工阶段分析12 单 位 : kN/m2日 期 : 06/11/2007表示-方向X: 0.000 Y:-1.000Z: 0.000MIDAS/Civil POST-PROCESSORBEAM STRESS组 合 4(-y,-z) 0.00000e+000-5.70309e+002-1.14062e+003-1.71093e+003-2.28124e+003-2.85154e+003-3.42185e+003-3.99216e+003-4.56247e+003-5.1327

42、8e+003-5.70309e+003-6.27340e+003b. 阶段 2 梁塔下缘的应力图最大拉应力为 0MPa，最大压应力为 9.6MPa.MIDAS/Civil POST-PROCESSORBEAM STRESS组 合 1(-y,+z) 1.78703e+0031.35709e+0039.27145e+0024.97200e+0020.00000e+000-3.62689e+002-7.92633e+002-1.22258e+003-1.65252e+003-2.08247e+003-2.51241e+003-2.94236e+003STAGE:cs2-2CS: 合 计最后MAX :

43、 40MIN : 80文件: 施工阶段分析12 单 位 : kN/m2日 期 : 06/11/2007表示-方向X: 0.000 Y:-1.000Z: 0.000c. 阶段 3 梁塔上缘的应力图最大拉应力为 1.3MPa，最大压应力为 13.3MPa.STAGE:cs2-2CS: 合 计最后MAX : 100MIN : 40文件: 施工阶段分析12 单 位 : kN/m2日 期 : 06/11/2007表示-方向X: 0.000Y:-1.000 Z: 0.000MIDAS/Civil POST-PROCESSORBEAM STRESS组 合 4(-y,-z) 0.00000e+000-3.71293e+002-7.42586e+002-1.11388e+003-1.48517e+003-1.85647e+003-2.22776e+003-2.59905e+003-2.97034e+003-3.341