平湖斜拉桥计算经典.docx
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平湖斜拉桥计算经典
平湖斜拉桥计算
一、设计技术标准
1.桥跨型式：
65.0+110m预应力混凝土独塔斜拉桥
2.桥面布置
双向四车道，桥面宽度（人行道栏杆之间距离）33.0m
其中：
车行道2×2×3.75=15.0m
非机动车道2×4.5=9m
拉索范围2×1.5=3m
人行道2×2.5=5m
防撞栏杆宽度2×0.5=1m
3.荷载
设计荷载汽车-超20级
验算荷载挂车-120
人群荷载3.5kN/㎡
4.桥面横坡i=1.5%
二、规范
1.主要规范
①《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）
②《公路工程技术标准》（JTJ01-88）
③《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）
④《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
⑤《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）
⑥《公路斜拉桥设计规范（试行）》（JTJ027-96）
三、主要材料
混凝土、钢筋和钢绞线等材料的弹性模量、设计抗压（拉）强度等基本参数均按规范取值。
1．混凝土
混凝土各项力学性能见下表
标号
项目
60
50
40
30
25
弹性模量（MPa）
36500
35000
33000
30000
28500
剪切模量（MPa）
15695
15050
14190
12900
12255
泊桑比
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
设计抗压强度（MPa）
32.5
28.5
23.0
17.5
14.5
设计抗拉强度（MPa）
2.65
2.45
2.15
1.75
1.55
热膨胀系数
0.00001
0.00001
0.00001
0.00001
0.00001
沥青混凝土容重：
2.3t/m3
铺装混凝土容重：
2.5t/m3
钢筋混凝土容重：
2.6t/m3
2、低松弛钢绞线
符合ASTMA416-90标准270级
直径：
15.24mm
弹性模量：
190000Mpa
标准强度：
1860Mpa
张拉控制应力：
1860×0.72=1339Mpa
热膨胀系数：
0.000012
管道摩阻系数u：
0.25
管道偏差系数k：
0.0012
四、结构单元划分
划分原则：
五、计算中所用荷载及参数计算
a.集中荷载：
塔横梁：
12.2×4.2×26=1332.24kN
塔梁固结横梁：
3×0.5×22.305×26=869.895kN
拉索106-129锚端混凝土重（kN）：
9.788，20.294，20.568，20.943，21.232，22.373，23.715，25.885，29.627，28.256，33.248，43.476
39.317，28.890，28.324，23.860，22.604，22.224，22.265，22.527，22.910，23.362，23.852，24.363
b坐标荷载：
编组1（主跨横梁重）：
0.3×26.220×26=204.516kN
编组2（边跨横梁）：
0.3×22.305×26=173.979kN
编组3（边跨配重—中部）：
4.7×13.116×25=1541.13kN
编组4（边跨配重—靠近塔部分）：
（3.2+1.1-0.15）×13.116×25=1360.785kN
编组5（边跨配重—边部）：
（2+0.25）×13.116×25=737.775kN
c.均布荷载：
桥面铺装：
12.5×0.08×25×1+12.5×0.05×23×1=39.375kN
防撞护栏，栏杆，人行道板重：
1.1265×25×1=28.1625kN
d..温度影响：
体系升温20℃，体系降温20℃；主梁、索塔上、下缘温差5℃；拉索升、降温10℃
e.沉降影响：
索塔塔根沉降2cm
f.横向分布系数：
汽车按6列车队计算，横向分布系数m=2.30
索号
施工阶段索
力初步调整
索力二次
调整
106
-4804
-7000
107
-4716
-7000
108
-4620
-6800
109
-4516
-6500
110
-4403
111
-4281
112
-4148
113
-4005
114
-3853
115
-3693
-4500
116
-3531
-4500
117
-4377
-6500
索号
施工阶段索
力初步调整
索力二次
调整
118
-3559
-4000
119
-2359
-3500
120
-2577
-3500
121
-2791
-3500
122
-2993
-4500
123
-3179
-4500
124
-3350
-4500
125
-3505
-5200
126
-3646
-5500
127
-3774
-5300
128
-3890
-5300
129
-3996
-5300
g.拉索索力：
（单位:
kN）
六、施工工序的安排
施工阶段1
安装杆件35-42、79-101、117、118
张拉并灌浆钢束1、25、26、39、40、53、93、94
张拉拉索117、118，调整索力
上挂蓝单元102-105。
固结80节点，使其成为支座节点
施工阶段2
移动挂蓝102-105到施工位置
安装杆件32-34、43-45、116、119
张拉并灌浆钢束2、13、27、41、54、65
张拉拉索116、119，调整索力
施工阶段3
移动挂蓝102-105
安装杆件29-31、46-48、115、120
张拉并灌浆钢束3、14、28、42、55、66
张拉拉索115、120，调整索力
施工阶段4
移动挂蓝102-105
安装杆件26-28、49-51、114、121
张拉并灌浆钢束4、15、29、43、56、67
张拉拉索114、121，调整索力
施工阶段5
移动挂蓝102-105
安装杆件23-25、52-54、113、122
张拉并灌浆钢束5、16、30、44、57、68
张拉拉索113、122，调整索力
施工阶段6
移动挂蓝102-105
安装杆件20-22、55-57、112、123
张拉并灌浆钢束6、17、31、45、58、69
张拉拉索112、123，调整索力
施工阶段7
移动挂蓝102-105
安装杆件17-19,58-60,111,124
张拉并灌浆钢束7、18、32、46、59、70
张拉拉索111、124，调整索力
施工阶段8
移动挂蓝102-105
安装杆件14-16、61-63、110、125
张拉并灌浆钢束8、19、33、47、60、71
张拉拉索110、125，调整索力
施工阶段9
移动挂蓝102-105
安装杆件11-13、64-66、109、126
张拉并灌浆钢束9、20、34、48、61、72
张拉拉索109、126，调整索力
施工阶段10
移动挂蓝102-105
安装杆件8-10、67-69、108、127
张拉并灌浆钢束10、21、35、49、62、73
张拉拉索108、127，调整索力
施工阶段11
移动挂蓝102-105
安装杆件6-7、70-72、107、128
张拉并灌浆钢束11、22、36、50、63、74
张拉拉索107、128，调整索力
施工阶段12
移动挂蓝102-103
安装杆件1-5、73-75、106、129
张拉并灌浆钢束12、23、37、51、64、75
张拉拉索106、129，调整索力。
对1节点竖向约束
施工阶段13
安装杆件76-78
张拉并灌浆钢束24、38、52、76-92
对79节点竖向约束
施工阶段14
拆除挂蓝102-105
浇注桥面铺装
施工阶段15
调整拉索106-109、115-129索力
每阶段进行的施工工序具体如下：
施工阶段1：
施工阶段2-13：
（重复以下工序）
浇筑基础、主塔、边墩、辅助墩；
移挂篮；
施工主梁与横梁固接梁段和主塔横梁；
将本阶段需张拉拉索锚固在挂篮上，并第一次张拉；
完成边墩墩身施工；
安装梁段钢筋、模板，并对拉索第二次张拉；
浇筑本阶段梁段；
第一次张拉本阶段斜拉索；
浇筑该梁段混凝土；
安装前支点挂篮，第二次张拉斜拉索；
张拉对应梁段的预应力钢束；
第三次张拉拉索；
张拉对应梁段预应力钢束；
七、计算结果
a、应力包络图：
注1、图1、2、3、4、5、6、7中红、蓝、黄、浅蓝分别表示上下缘最大、最小应力；
2、主梁在组合Ⅰ中最大压应力11.50MPa，最小压应力1.49Mpa,组合Ⅱ中最大压应力12.78MPa，最小压应力-0.04MPa；最大主拉应力-0.40Mpa，均满足规范要求。
3、索塔在组合Ⅰ中最大压应力12.81MPa，最小压应力0.10Mpa,组合Ⅱ中最大压应力13.67MPa，最小压应力0.10MPa；最大主拉应力-0.15Mpa，均满足规范要求。
4、斜拉索在组合Ⅰ中最大压应力821.94MPa，最小压应力604.56Mpa,组合Ⅱ中最大压应力837.88MPa，最小压应力589.78MPa。
5、主梁在施工阶段最大压应力19.06Mpa，最小压应力2.46Mpa，最大主拉应力-0.29Mpa
b、斜拉索内力图
主梁横隔板计算
一、计算模型
a、截面形式：
截取横隔板两侧各6倍顶板厚的箱梁作为横隔板的受力断面。
b、边界条件：
取固结和铰结两种状态计算实际结构嵌固约束介于两者之间。
两种情况都满足，则横梁应力满足要求
不同位置横梁的横断面及组成单元如下：
边跨：
主跨：
塔梁固结
二、计算荷载及参数
1、边跨
a.均布荷载：
桥面铺装：
0.08×25×3.3+0.05×23×3.3=10.395kN
边跨配重：
（4.825+6.19）×25/2=137.69kN
未计入的梁体自重：
0.25×1.7×26×2×1=22.1kN
b.横向分布调整系数:
在横向加载计算时，应按一列车在纵向最不利位置时对横梁产生的荷载140×（5-1.4）/5×1+140×1=240.8
2、塔梁固结
a.均布荷载：
桥面铺装：
0.08×25×9+0.05×23×9=28.35kN
未计入的梁体自重：
0.25×0.25×26×2+0.25×0.75×26=8.125kN
b.横向分布调整系数:
140×（7.5-1.4）/7.5×1+140×1=253.87
3、主跨
a.均布荷载：
桥面铺装：
0.08×25×3.3+0.05×23×3.3=10.395kN
未计入的梁体自重：
0.25×0.7×26=4.55kN
b.横向分布调整系数:
140×（4-1.4）/4×1+140×1=231
三、计算结果
边跨：
（模型1）
注1：
图1、2、3中红、蓝、黄、浅蓝分别表示上下缘最大、最小应力；
2：
组合Ⅰ中最大压应力6.49MPa，最小压应力3.02Mpa,组合Ⅱ中最大压应力7.25MPa，最小压应力3.02MPa；最大主拉应力-1.00Mpa，均满足规范要求。
边跨：
（模型2）
注1：
图1、2、3中红、蓝、黄、浅蓝分别表示上下缘最大、最小应力；
2：
组合Ⅰ中最大压应力4.42
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