斜拉桥的计算优秀课件.ppt

斜拉桥的计算 第一节 结构分析计算图式 斜拉桥是高次超静定结构，常规分析可采用平面杆系有限元法，即基于小位移的直接刚度矩阵法。 有限元分析首先是建立计算模型，对整体结构划分单元和结点，形成结构离散图，研究各单元的性质，并用合适的单元模型进行模拟。 对于柔性拉索，可用拉压杆单元进行模拟，同时按后面介绍的等效弹性模量方法考虑斜索的垂度影响，对于梁和塔单元，则用梁单元进行模拟。 斜拉桥与其它超静定桥梁一样，它的最终恒载受力状态与施工过程密切相关，因此结构分析必须准确模拟和修正施工过程。 图1 斜拉桥结构分析离散图 双塔斜拉桥与多塔斜拉桥的受力特点 计算方法概述 第二节 斜拉索的垂度效应计算 一、等效弹性模量 斜拉桥的拉索一般采用柔性索，斜索在自重的作用下会产生一定的垂度，这一垂度的大小与索力有关，垂度与索力呈非线性关系。斜索张拉时，索的伸长量包括弹性伸长以及克服垂度所带来的伸长，为方便计算，可以用等效弹性模量的方法，在弹性伸长公式中计入垂度的影响。 等效弹性模量常用Ernst公式，推导如下： 图2 斜拉索的受力图示 斜拉索等效弹模与斜索水平投影长的关系 图3 二、斜拉索两端倾角修正 第三节 索力的初拟和调整 恒载平衡法索力初拟 14 2）可行域法调索计算 2022-3-22 16 4.索力的初拟和调整 2）可行域法调索计算 Md是通过调索预期达到的恒载弯矩 c、主梁恒载弯矩的可行域 2022-3-22 武汉理工大学交通学院 胡志坚 17 2）可行域法调索计算 c、主梁恒载弯矩的可行域 2022-3-22 18 2）可行域法调索计算 d、恒载弯矩计算的影响矩阵法 （1）按恒载平衡法初拟索力 （2）依据主梁安装程序和各初拟索力，计算各控 制截面恒载的内力 、 和可变作用应力 、 （3）按应力控制条件，计算各控制截面的恒载弯矩可行域 （4）将各控制截面当前恒载弯矩与弯矩可行域中值的差值作为索力 调整的弯矩增量目标 （5）计算斜拉索恒载弯矩影响系数。 张拉j号索时i截面所产生的弯矩Mij与张拉力Tj之比，称之为拉索j对截面i的弯矩影响系数 2022-3-22 19 d、恒载弯矩计算的影响矩阵法 （6）建立索力增量影响矩阵 ········ 2022-3-22 20 2）可行域法调索计算 d、恒载弯矩计算的影响矩阵法 （6）建立索力增量影响矩阵 索力调整增量为 控制截面的位置，对于密索体系的斜拉桥宜选在拉索锚固截面，对于稀索体系的斜拉桥则宜选在两锚固点间的跨中 （7）将新求得的初始索力{T}，重新代回第（2）步继续计算， 直到所有控制截面的恒载弯矩全部落入可行域内为止