介绍: 本文以钢箱主梁斜拉桥为例,根据具体的实例完成从桥梁总体布置、主梁桥塔选型、拉索和锚固到主梁预应力体系和辅助墩的设计。对于斜拉桥这种高次超静定的结构体系采用结构有限元软件MIDAS CIVIL计算。 利用软件分析永久作用和可变作用。永久作用考虑体系自重恒载、铺装等二期恒载、预应力荷载、混凝土收缩徐变和地基不均匀沉降。利用非线性施工阶段分析方法正装得到斜拉桥成桥状态。 可变作用考虑车辆荷载人群荷载、温度作用、风荷载作用等。模型中的活载计算前要将车载按照规范计算出横向分布系数、多车道折减系数和跨径影响系数等。温度作用按梁塔及拉索整体升温考虑。风荷载按照规范在梁塔索分别施加横桥风荷载。 利用恒活荷载承载极限状态下的两种组 合校核主梁各个截面。荷载组合后的拉索力进行手工校核后满足安全系数2.5的规范要求。 目录 中文摘要 1 外文摘要 3 1.绪论 4 1.1课题背景……………………………………………………………………4 1.1.1国外斜拉桥梁近代创新设计理论及实例 4 1.1.2国内斜拉桥结构设计研究进展 6 2.设计基本资料 7 2.1桥位…………………………………………………………………………7 2.2水文地质条件………………………………………………………………8 2.2.1水文 8 2.2.2气象 8 2.2.3地质条件 9 2.3设计技术标准及设计规范…………………………………………………10 2.3.1技术标准 10 2.3.2设计采用的标准、规范及参考规范 11 2.4桥型方案总体设计……………………………………………………….11 2.4.1桥跨布置设计过程 11 2.4.2根据斜拉桥的特点确定索塔的形式和塔高 14 2.4.3桥塔的形式 14 2.4.4桥塔的横向形式 15 2.5主要材料…………………………………………………………………...18 2.5.1钢材 18 2.5.2高强螺栓 18 2.5.3焊接材料 19 2.5.4斜拉索 19 2.5.5混凝土 20 2.5.6普通钢筋 20 2.5.7预应力钢筋 20 3.主体结构设计 21 3.1桥跨布置设计………………………………………………………………21 3.2主梁设计……………………………………………………………………22 3.2.1主梁横断面形式及断面尺寸拟定 22 3.2.2主梁梁段的划分 23 3.2.3主梁断面尺寸的拟定 24 3.2.4主梁的预应力体系 24 3.3索塔设计…………………………………………………………………....25 3.3.1索塔构造形式及断面尺寸 25 3.3.2索塔基础 27 3.4斜拉索设计…………………………………………………………………28 3.4.1斜拉索构造 29 3.4.2锚具 29 3.4.3锚固区构造 30 3.4.4拉索的下料长度 31 3.5附属构造物设计 31 3.5.1桥面铺装 31 3.5.2伸缩缝 32 4.结构静力计算分析 33 4.1计算方法概述………………………………………………………………33 4.2模型建立……………………………………………………………………33 4.3加载需要的基本参数………………………………………………………34 4.3.1永久作用基本参数 35 4.3.2可变作用基本参数 36 4.4结构静力分析与尺寸校核…………………………………………………39 4.5索力确定与调整方案………………………………………………………39 4.5.1索力优化概念与控制因素 40 4.5.2斜拉索预施初拉力计算 41 4.5.3刚性支座(如图) 42 4.5.4斜拉索的预张拉力初拟计算结果 43 4.6永久作用……………………………………………………………………45 4.6.1体系自重恒载模拟 46 4.6.2主梁预应力设计 47 4.6.3混凝土收缩徐变 48 4.6.4地基沉降作用 52 4.7可变作用……………………………………………………………………54 4.7.1汽车荷载加载分析 54 4.7.2温度荷载计算 57 4.7.3风荷载验算 58 4.8荷载组合……………………………………………………………………60 5.局部构件应力计算 97 5.1主梁行车道板应力计算……………………………………………………97 5.1.1整体单向板恒载计算 98 5.1.2桥面板配筋计算 98 6.结构动力分析 100 6.1反应谱法抗震计算综述…………………………………………………..100 6.2预应力混凝土斜拉桥抗震分析…………………………………………..101 6.2.1反应谱工况定义 101 6.2.2输入反应谱函数 101 6.2.3定义反应谱荷载工况 103 6.2.4反应谱分析结果 103 结论 108 致谢 109 参 考 文 献 110 外文资料翻译(附原文) 112