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斜拉桥成桥阶段和正装施工阶段分析 目 录 概要 1 桥梁基本数据 2 荷载 2 设定建模环境 3 定义材料和截面特性值 4 成桥阶段分析 6 建立模型 7 建立加劲梁模型 8 建立主塔 9 建立拉索 11 建立主塔支座 12 输入边界条件 13 索初拉力计算 14 定义荷载工况 18 输入荷载 19 运行结构分析 24 建立荷载组合 24 计算未知荷载系数 25 查看成桥阶段分析结果 29 查看变形形状 29 正装施工阶段分析 30 正装施工阶段分析 34 正装施工阶段分析 34 正装分析模型 36 定义施工阶段 38 定义结构组 41 定义边界组 48 定义荷载组 53 定义施工阶段 59 施工阶段分析控制数据 64 运行结构分析 65 查看施工阶段分析结果 66 查看变形形状 66 查看弯矩 67 查看轴力 68 查看计算未闭合配合力时使用的节点位移和内力值 69 成桥阶段分析和正装分析结果比较 70 概要 斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且根据所选的索塔形式以及拉索的布置能够形成多种多样的结构形式，容易与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。 为了决定安装拉索时的控制张拉力，首先要决定在成桥阶段恒载作用下的初始平衡状态，然后再按施工顺序进行施工阶段分析。 一般进行斜拉桥分析时首先通过倒拆分析计算初张拉力，然后进行正装施工阶段分析。在本例题将介绍建立斜拉桥模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶段分析方法、采用未闭合配合力功能只利用成桥阶段分析张力进行正装分析的方法。本例题中的桥梁模型为三跨连续斜拉桥（如图1），主跨110m、边跨跨经为40m。 图 1. 斜拉桥分析模型 桥梁基本数据 为了说明斜拉桥分析步骤，本例题采用了较简单的分析模型，可能与实际桥梁设计内容有所差异。 本例题桥梁的基本数据如下。 桥梁形式 三跨连续斜拉桥 桥梁跨经 40.0 m + 110.0 m + 40.0 m = 190.0 m 桥梁高度 主塔下部 : 20m，主塔上部 : 40m 图 2. 立面图 荷载 分 类 荷载类型 荷载值 自重 自重 程序内部自动计算 索初拉力 初拉力荷载 满足成桥阶段初始平衡状态的 索初拉力( 挂篮荷载 节点荷载 80 tonf 支座强制位移 强制位移 10 cm 设定建模环境 为了做斜拉桥成桥阶段分析首先打开新项目“cable stayed”为名保存文件，开始建立模型。 单位体系设置为“m”和“tonf”。该单位体系可以根据输入的数据类型随时随意更换。 文件 / 新项目 文件 / 保存 (cable stayed) 工具 / 单位体系 长度 ＞ m ；力 ＞ tonf ( 图 3. 设定建模环境及单位体系 定义材料和截面特性值 输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的材料特性值。 在材料和截面对话框中选择材料表单点击按钮。 模型 / 材料和截面特性 / 材料 名称 (加劲梁) 设计类型 用户定义 弹性模量 (2.1e7) ; 泊松比 (0.3) 容重 (7.85)(( 按上述方法参照表1输入主塔下部、主塔上部、拉索的材料特性值。 表 1. 材料特性值 号 项目 弹性模量 (tonf/m2) 泊松比 容重 (tonf/m3) 1 加劲梁 2.1×107 0.3 7.85 2 主塔下部 2.5×106 0.17 2.5 3 主塔上部 2.1×107 0.3 7.85 4 拉索 1.57×107 0.3 7.85 图 4. 定义材料特性值 输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的截面特性值。在材料和截面特性对话框的截面表单选择按钮。 模型 / 材料和截面特性 / 截面 数值表单 截面号 (1) ; 名称 (加劲梁) 截面形状实腹长方形截面 截面特性值面积 (0.8) ( 按上述方法参照表2输入加劲梁、主塔下部、主塔上部、拉索的截面特性值。 表 2. 截面特性值 号 项目 截面形状 面积 (m2) Ixx (m4) Iyy (m4) Izz (m4) 1 加劲梁 实腹长方形 0.8 15.0 1.0 15.0 2 主塔下部 实腹长方形 50.0 1000.0 500.0 500.0 3 主塔上部 实腹长方形 0.3 5.0 5.0 5.0 4 拉索 实腹圆形 0.005 0.0 0.0 0.0