设计计算书本根据任务要求依据现行公路桥梁兼顾技术先进安

：预应力混凝独塔斜拉桥成桥合理状态结构分析AccordingtothedesignassignmentandthepresentHighwayBridgeSpecifications,afterpreliminaryysis,threetypesofbridgearepresented,theyaresingle-pylonPrestressedconcretecable-stayedbridge,prestressedconcretecontinuousrigidframeandthroughtypesteeltubewithconcretearch.Aftercomparingtheircharacterscomprehensively,theprestressedPrestressedconcretecable-stayedbridgeareselectedasthemaindesignschemeforfurtherysis.Throughcreatemodelandrunstructuralysis,gettheeffectintheactionofdeadload,liveload,andthencalculatetheeffectinthebeamfordesigningprestressedsteelandthecheckingcomputationofkeysectionintension,stress,livingloaddistortion,Theconclusioncanbedrawnthatthedesignisuptotheassignment.Keyword:prestressedconcrete；single-pyloncable-stayedbridge；rationaldeadloadstate;structureysis.第一部分第一章方案构思与比选12

160m采用H型塔，主梁上斜的标准索距为6m，索塔上斜的索距为2.0+16*1.2+2*1.5m,桥面纵坡<2%7。主梁采用实体双主梁截面，如图，是2m，是主跨的1/60，23m，桥提高主梁的抗风能力，双索面斜来抵抗梁的扭转作用。223

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=230m3墩顶处：根据规范，取L/20,即5.0m跨中：根据规范，为1/30～1/50L，取L/40,即2.5m。4三，中承式混凝土拱桥：主跨图5中承式混凝土拱L=160m,f=40m，矢跨比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，主拱圈的混凝土的直径为1.5m,在拱顶处设有三道横向联系K6第3节方案比选，斜拉桥方案造型美观，气势宏伟，能力强，60多米的主塔充分显示其高扬特性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，方案二连续刚构方案：方案三中承式混凝土拱桥方案推荐方案久，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。721章总体设计110m200m～500m（一 技术指1，2，设计车速0.5m(过渡带)+0.5m(防撞护栏)+1m(带)+0.5m(防撞护栏+0.5m()+7.5m()+0.5m()+0.5m(防撞护4，1的温差±105，烈度：基本烈度为7度6，桥下：满足排洪要求7，桥面纵坡：<8，桥面横坡：（二）设计采用的规范标准《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-（试行）(JTJ027-《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)（JTGB01-31，C40。桥塔锚索区的环向预应力钢筋为32的精轧螺纹粗钢筋，强度标准值 f=930MPaE=2.0×105 MPa,E=1.9×105MPa,预应力管道均采用预埋金属波纹管成型。采用OVM2，普通钢筋：HRB335=带肋钢筋,HRB2353， 该桥采用扭绞型平行钢丝斜，由7mm高强平行钢丝组成，抗拉强度标准值f=1670MPa，弹性模量为E=2.05×105MPa，斜外面包双层护套，内层为黑 4，5，GPZ6，SSFB2404速为100km/h，处在高速公非机动车辆和行人。Ｈ型塔三种方案。门式塔的景观效果不佳，A为方便施工降低造价满足斜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，斜锚固在主梁的下面。1.5%60m为了降低主梁的高度，减小主梁的弯矩，斜采用密索体系，扇形布置，主梁上斜的标准索距为6m，索塔上斜的索距为2.0+16*1.2+2*1.5m。斜采用扇形布置，双索面相互平行40主梁采用实体双主梁截面，截面尺寸如图，是2m，是主跨的1/60，梁的作用，提高主梁的抗风能力，双索面斜来抵抗梁的扭转作用。30cm。图 1/2斜拉桥主梁截

减小斜的风振，雨振，在每根斜上设有减震器。拉，主梁端锚固。该桥采用扭绞型平行钢丝斜，7mmfpk=1670MPa，9。

PE彩色图 断面0.5，30m，索塔在的部分称为下塔柱以上横梁以下部分为中塔柱，横梁以上10。，105.0m。第二 整体分1的斜拉桥为消除斜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；，载横向分布对结构的影响，以考虑结构的空间效应。而斜拉桥结构较柔的布置计算斜和索塔的内力时，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主要是斜和索塔，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，斜的初拉力，混凝土的收缩徐为方便施工，一次张拉至设计值斜的安全系数按不小于2.5考虑MIDASCivilVer6.7.12采用换算截面特性还是采用净截面特性；的面积为单根斜的面积。截面特性值 表mm2125.0KN/m326.0KN/m3，横梁自重按均布荷载作用在杆件元上。Midas（11.5-防撞护栏：9.73q2=32.64+9.73=52.1公路—I级车道荷载的均布荷载标准值为qK=10.5KN/m；PK=360KNPK=360KN×1.2=432KN4，0.67120m，1双塔斜拉桥（有辅助墩）f1110/式 （Hz（ml=120m，f1=0.92Hz；f1﹤1.5Hz115℃计。2.0cm3的线性和内力状态，其中最主要的是斜的初张力。预应力混凝土主梁若干年后，由于混凝土的的作用，截面的用力沿宽度方4-17836202图图 结构离散理想成桥状态的确定，其关键是确定成桥状态的初拉力载作用下斜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，斜的作用并不仅仅是弹性支撑，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的索力是可以调整的，斜才可以改变主梁的受力条件。活载作用下斜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，斜的初张力分析斜时，实际上已经将该斜脱离出来单独工作，因为斜的张力和结构的其它部分无关，而只与千斤顶有关，因此在斜时，其初张力效应必须采用体分析。设在某个阶段第5号和6号索时，其初张力分别为P5和P6首先将斜从结构中出来，其内力为初张力P5和P6，而斜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，如图2-5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零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控、内力平衡法等。刚性支承连续刚性支承连续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 的初张力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交点的位移无应力控无应力控分析的基本思路是：不计斜的非线性和混凝土收缩的影响，采用完全线性理论对斜拉桥，只要保证单元长度和曲率不变，则无论按照何种，斜拉桥所力优化实用方法（老师 本设计使用的方法是斜拉桥所力优化实用方法，进行斜索力的调整和优化。①确定斜拉桥结构布置、压重等；②建立杆系结构有限元模型，斜用杆单元根据的初拉力进行设计，并计算的下料长度，这部分计算见第九节斜优化 初拉力如下表 表13

BEAM-------CB:MAX:MIN::1:kN*m:X:Z:13BEAM-------CS合计MAX:MIN:文件施工阶段分析12~单位:kN*m日期:X:0000Z:0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、的截从斜的基本原理上看，倒拆分析就是以初始平衡状态（成桥阶段）为参求出索的无应力长，然后考虑各施工阶段的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时的但是小位移分析要通过考虑假想位移来计算的张力是很难的。MIDAS/Civil能够与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体系的变化而产生的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土达到设计强度的85%后，主梁内的纵向预应力和斜，此为一个施工周期。力阶段。各施工阶段的划分如下：施工阶段1施工阶段3：安装1施工阶段20：安装18号梁单元，21：拆除挂篮，22：施加二期恒载。将本阶段需锚固在挂篮上，并第一次安装梁段钢筋模板调整到设计标高并对第二次 施工阶 施工阶 施工阶 施工阶段图 施工阶段图 施工阶段214本桥的施工预应力筋分两种：①Ф32的精扎螺纹钢筋，锚下控制应力为=837MPa,Ф45mm12Ф15.24的预应力钢绞线，锚下控制应力为σ=1330MPa,预应力管道采用Ф75mm22。2219Ф15.24的预应力钢绞线，锚下控制应力为=1330MPa,预应力管道采用Ф75mm23 2224 25a.阶段2上缘的应力图1.9MPa，12.7MPa.b.0MPa，c.1.3MPa，0MPa，e.阶段20 最大拉应力为2.2MPa，最大压应力为14.8MPa.

f.阶段20 最大拉应力为2.1MPa，最大压应力为14.7MPa.

0MPa，h.0MPa，16.47MPa<0.70*0.85*32.4=19.28MPa,最大拉应力0.70*0.85*2.65=1.58MPa<2.23MPa<1.15*0.85*2.65=2.59MPa由于构件在混凝土强度达到设计强度的850.8526施工预拱度图表6主内力 表M5-----------------------------索塔恒载内力 表NQM-0--0-------------00000I,J恒载索力 表1内力 表索力205升10降--------------------------------------------------------------------表中索力正值 受压，负值 受拉梁的内力 表单元5------------------------------------------------塔的内力 表单元0-00-0-00-------------------000000000000由于斜与桥塔和混凝土主梁对温度影响的变化效应不同（钢的线膨胀系数0.000011.0cm。温度次内力及基础沉降次内力计算结果见表、表、表、表。支座沉降主梁内 表荷载5------------------------------------------------主梁温度次内力计算 表M5--------------------------------------5----------支座沉降引起的塔的内力 表荷载单元000000000000000000温度引起的塔的内力 表NQM-0-0--------------0000000-0---0000000-0-----000000212222变形及支座反 表主200002混凝土主梁时不应L/500。本桥的容许挠度为120/500=0.24m，根据静力计算结11.3+6.3=17.6cm。说明本桥的刚度满足规范要求。15。支座反力 表NQM084.1.6161.2恒载+0.5基础变位+1.4汽车（含冲击力）+1.12恒载+基础变位+0.7汽车（不计冲击力）+均匀温度+0.8恒载+基础变位+0.4汽车（不计冲击力）+均匀温度+0.81，2在进行组合中，把的初拉力当作恒荷载参与组合梁、塔 的内力组合结果见表、 、表、表、表21、表22 的内力组合 表Nmax15索的内力组合 表Nmax15 的内力组合 表Nmax15 的内力组合 表Nmax00000000000000Nmax00000000000000 的内力组合 表Nmax00000000000000内力的组合 表合261272283由上图得知的组合内力包络图分布合理。第9节斜的设根据初拉力确定型号见表23注：表 为单 类PES7-PES7-PES7-PES7-PES7-PES7-PES7-编11～S14锚LZM7-LZM7-LZM7-ZM7-LZM7-LZM7-LZM7-根据《公路斜拉桥设计规范》第5.4.3条规定：的下料长度是指在设计L0，再对之进行若干项修正，如初拉力作用下的弹性伸长修正、初拉力作用下的拉、索垂度修正端锚具位置修正、固定端锚具位置修正。当下料时的温度与设计温、在设计温度时的无应力下料长度计算（适用于冷铸锚具）LL0Le式中L—下料长度

LMLLMD2LDL0—每根的长度基数，是该上下两个索孔出口处在完成后Le—初拉力作用下弹性伸长修正Lf—初拉力作用下的垂度修正前1/3处；由于本桥的斜两端均采用端锚具，故仅考虑端锚具的位置修正，根据锚具的构造特点，位置修正LML0.23m；LMD6-11/2LDLD3d—两端所需的钢丝墩头长度，d为钢丝直径，d=7mm。Le=L0×/E L=W2L2L/24 式中：—设计应力Ep—弹性模量T—设计拉力LXL0W—每单位长度重量图29计算示意料时考虑温度的修正值；并认为采用无应力状态下料根据设计荷载确定的的下料长度见表25。的下料长度 表编号dL3章截面强度验算 表小rMuMn11115555 小rVdVn11115555 1155 1155使用阶段截面主应力验 表Sig_AP1155 dingdingdingdingdingdingdingdingdingdingdingding本次设计中，经过对桥博和MIDAS两种程序的试验比较，最后选择进行斜拉桥的建模分析，计算斜拉桥整体结构在各种作用下产生的内力，对索内力进行组合。分析计算中先确定 的初拉力，得到合理成桥状态再次进行施工阶段分析，控制成桥的合理线形。但由于时间仓促，只是对结构的整体力学行为进行了分析，未分析结构局部的受力，另外，模型的简化有不合理之处，特别是施工过程过于简化。在本次设计中，通过老师的指导和查阅学习相关文献资料，基本明白了桥梁的设计过程，巩固复习了专业知识。并进一步了解了斜拉桥从设计到施工一系列环节的相关知识，对斜拉桥有了更深入地认识，为以后的学习奠定了基础。在结束之际，我要向四年来所有在学习上给予我帮助的师长和同学致谢！感谢！不厌其烦的指导我解决设计中遇到的和出现的问题。我的

JTJＤ60-2004，公路桥涵设计通用规范［Ｓ］．：人民交通JTJ001-2003，公路工程技术标准［Ｓ］．：人民交通试行1966-12-01，公路斜拉桥设计规范［Ｓ］．：人民交通刘士林等．斜拉桥［M］．：人民交通．斜拉桥［M］．：人民交通棣，．钢桥［M］．：人民交通，尼尔斯 辛（丹麦），金增洪译．缆索支撑桥梁 版社，省西部沿海高速公路新会段．崖门大桥工程塔墩梁固结单索面斜拉桥［M］：人民交通，2004．桥梁工程（上）［M］．：人民交通顾安邦．桥梁工程（下）［M］．：人民交通，2000[11]《结构设计原理》曙人明交通2005BridgeThedividinglinebetweenbridgerepairormaintenanceandbridgerehabilitationissometimesratherhazy.Oftenthedifferenceisimpliedtodependonextentofrepairrequiredtobringthebridgeuptoanadequatecondition.Repairimpliesfixingacomponenttoapreviouscondition.Rehabilitationisusuallyintendedtoextendtheservicelifeofanexistingbridge.Severalresearchprojectsincluderesearchonincreasingtheloadcarryingcapacityofbridgesandrehabilitationof“off-system”bridges.Rehabilitationmaytaketheformofanyoneofseveralrestorationprocedures.Theworkcanincludedeckrecementandminorrepairoritcaninvolveproceduresforcorrectingsettlementproblems,strengtheningorrecingcriticalmembers,recingbearings,wideningorcorrectingalignments,orimprovingdrainage.DeckReThemostcommonrehabilitationofabridgeisrecementofthedeckorofthedeterioratedportionsofthedeck.Themostcommondeteriorationistheresultofchlorideionspenetratingtheconcreteandconsequentcorrosionofthereinforcingsteel.De-icingchemicalscedonthebridgedeckaretheprimarysourceofchlorideions.Thetypeandextentofdeckrestorationdependsgreatlyonthechloridecontentandpercentageofdeckareacontaminated.Oftenbridgedeckswithlessthan11bofchloridepercubicyardattherebarlevelareprotectedbyoverlayingwithawaterproofingmembraneorlowslumpconcrete.Forbridgedeckwithgreaterthan21bofchloridepercubicyardofconcreteattherebarlevel,commonlycalledthecriticalsaltconcentration,mosthighwayagenciesremovethecontaminatedconcretetobelowtheupperreinforcingsteel,sandblastthesteel,coattherebarswithanepoxyprotectionmaterial,andcenewconcrete.Forbridgedeckswithextensivechloridecontamination,cathodicprotectionandepoxygroutingaresometimesused.Cathodicprotectionsystemshavebeenusedforsometimenowbyafewstateagenciesondeckswithadvancedrebarcorrosionoversignificantareasofthebridgedeck.Completerecementofbridgedecksisnormally ifmorethan40percentofthesurfaceareaofthedeckiscontaminated.Insomecases,temporarypatchingandpotholerepairisusedonbadlycontaminateddecksuntilthecorrosionoftherebarsorconcretedeteriorationrendersthestructureunsafeforlegalloadstocrossthestructure.Normally,thedeckrecementincorporatescoatedrebarsintheupperlayerandawaterproofingmembraneorlowslumpconcrete-surfacingtoprotectthedeckfromearlychloridecontamination.GirderRecementorSeveralmethodsareavailableforrepairofconcretebridgegirders,dependingonthetypeandextentofrepairneeded.Somecosmeticpatchingisusedtoprotectexposedrebars,butasageneralrulegluingconcretepiecedtogetherhasnotbeensuccessful.Epoxyinjectioncanbesuccessfullyusedtoprotectreind,particularlyprestressed,tendonsfrommoisture.Suchapplicationshouldonlybeused,however,afterthestructurehasbeenreyzedtotakeintoaccountanyotherdeficienciescausedbydeterioration.Thistypeofrehabilitationmaybeconsideredonlymaintenance,sincethestructureisrestoredtoapreviouscondition,andtheprocessslowsdownthedeteriorationandmayormaynotprolongtheservicelife.Otherconcrete-memberrehabilitationincludesexternalsteelreinmentattachedtothememberbyutilizingboltsextendingthroughthemember.Thisexternalreinmentcanalsobepost-tensionedifdesirable.Supplementalsteelorconcretemembersmayalsobeusedtoincreasetheoverallcapacityofabridgeifthefloorordecksystemisinadequate.Recementofdamagedorcriticallydeterioratedmembershasbeenastandardpracticebymanyroadagencies.Thisprocedureusuallyrequirescarefulnningtoprovidesatisfactoryresults.Steelmemberscanusuallybestrengthenedbyaddingcovertesorwebtesdependingonthecriticalstressmode.General,thesetesareboltedtopreventstressraiserssusceptibletofatiguefailure.Steelmembersusuallycanberecedifdamageordeteriorationrenderthemineffective.Recementofmembersinasteeltrussiscommonpractice.Steelgirderbridgesmaybestrengthenedalsobycompositeaction.Thisstrengtheningis plishedbyprovidingashearconnectionbetweenaconcretedeckandthesteelbeam.Duringtherecementofdeteriorateddecks,studsareweldedtothebeamstoprovidethenecessarysheartransferforcompositeaction.Othermethodsofplishingsuchshearconnectionsaredrillingholesthroughthedeckforattachingstuds,andepoxyinjectionbetweenbeamanddeck.Splicingtogethersimplesteelbeamsforcontinuousactionissometimesusedtostrengthenexistingsteelbridges.SuchstrengtheningasdescribedrequiresacognizantengineerforthedesignoftherepairorDeadLoadAnothermethodofincreasingtheload-capacity,whichisofteneasily isthereductionofthedeadload.Inmanyolderbridges,theasphaltoverlayshavebuiltupuntilthedeadloadfromthismaterialissignificant.Insomecases,thecapacitycanbeincreasedbysimplyremovingexcessoverlaymaterial.Inothersituations,theentiredeckmayberemovedandrecedbyalighterweightdeckingmaterial.Threematerialsusedfornewdecksonoldbridgesare:(1)theopengridsteelflooring,(2)coldformedcorrugatedmetaltes,and(3)laminatedtimberdecking.Theopengridhastheadvantageoflettingrainandsnowpassthroughandeliminatingtheneedofadeckdrainagesystem,butthesteelmay eslipperywhenwetorice-covered.Thecorrugatedtesystemiscedoverexistingstringersandsomesupplementallightweightsupportbeams.Here,thedrainagesystemmustbeadequat