斜拉橋畢業(yè)設計  白蛇溝大橋設計

摘 要

本橋根據設計任務要求，依據現行公路橋梁設計規(guī)范,綜合考慮橋位的地質、地形條件，擬定了三個比選方案：雙塔斜拉橋、連續(xù)剛構橋、地錨式懸索橋。按“實用、經濟、安全、美觀、環(huán)?！钡臉蛄涸O計原則，比較三個方案的優(yōu)缺點之后，將雙塔斜拉橋作為推薦方案，進行了斜拉橋總體布置和上部結構細部尺寸擬定，并利用Midas/Civil 6.7.1建立了有限元簡化模型，對全橋在施工階段和成橋使用階段進行受力和變形分析以及動力特性分析。
經過有限元分析，對結構進行了應力強度驗算和變形驗算，在此基礎上，對鋼主梁和斜拉索還進行了疲勞驗算。最后，對全橋進行了抗風評價和抗風驗算。經分析比較和驗算，表明該設計計算方法正確，內力分布合理，符合設計任務的要求。

關鍵詞：方案，斜拉橋，有限元，結構分析，驗算

 
ABSTRACT

According to request of the design task，the existing highway and bridge specification, three types of bridges are presented,which are double pylon cable-stayed bridge, PC continuous rigid frame bridge and suspension bridge, on the basis of considering the geology and terrain conditions of the bridge position. According to the principle of “practical，economical，secure，aesthetic and environment-friendly”，after comparing their characters comprehensively, the double-pylon cable-stayed bridge is chosen as the main design scheme, and we have accomplished the general layout of the cable-stayed bridge and redacted the detailed dimension of the superstructure. At the same time, we have analyzed the stress, deformation and dynamic characteristics of the bridge in its using stage and the construction stage through making finite element model by Midas/Civil 6.7.1.
Moreover, based on the calculation results, the stress intensity and deformation of bridge’s structure was checked. On this basis, we did the checking computations about fatigue of the steel girders and cables. In the finally，we did the wind resistance assessment and checking computation. Through comparison and checking computations，it shows the  calculation method of this design is right, the internal forces distributing is reasonable, and it is satisfied with the requirement of the design task.

Key words: Designs,  Cable-stayed bridge,  Finite element,  Structural analysis, Checking computations
 
目   錄

概  述 1
第一章  方案比選 2
1.1 橋型方案設計概述 2
1.1.1 橋型方案設計原則 2
1.1.2 橋梁設計方案概述 2
1.2 主橋橋型方案設計 3
1.2.1 方案一：雙塔斜拉橋 3
1.2.2 方案二 預應力混凝土連續(xù)剛構橋 5
1.2.3 方案三: 地錨式懸索橋 5
1.3 橋型方案比選 8
第二章  總體設計 10
2.1 技術指標與設計資料 10
2.1.1 技術標準 10
2.1.2 材料參數 10
2.1.3 設計規(guī)范及標準 11
2.2 結構構造與總體設計 11
2.2.1 方案構思與總體設計 11
2.2.2 主梁設計 12
2.3 索塔設計 14
2.3.1 索塔尺寸的擬定 15
2.3.2 索塔基礎 17
2.4 斜拉索設計 17
2.5 輔助墩、過渡墩及基礎 18
2.5.1 輔助墩及基礎 18
2.5.2 過渡墩及基礎 18
2.6 施工方案設計 19
2.6.1 索塔施工 19
2.6.2 主梁施工 19
2.7 橋面系設計 19
2.7.1 鋼橋面的鋪裝 19
2.7.2 伸縮縫 20
2.7.3 防撞護欄 20
第三章  結構建模 21
3.1 計算理論 21
3.1.1 未知荷載系數法 21
3.1.2 未閉合配合力 22
3.2 計算參數 22
3.2.1材料參數 22
3.2.2作用標準及參數 23
3.3 作用及其組合 23
3.3.1 作用 23
3.3.2 作用效應組合 24
3.4 計算模型建立 24
3.4.1 模型建立 24
3.4.2 模型截面幾何特性計算及材料參數 25
3.4.3 邊界條件 25
3.4.4 成橋階段索力確定 26
第四章  成橋階段內力計算分析 29
4.1 斜拉橋整體靜力分析 29
4.1.1結構控制截面內力計算結果 29
4.1.2 支撐反力計算 30
4.1.3 主梁內力計算 30
4.1.4 主塔內力計算 33
4.1.5 斜拉索內力計算 34
4.2 斜拉橋的動力特性分析 35
第五章  施工階段內力計算分析 37
5.1 施工方法介紹 37
5.1.1 施工階段劃分 37
5.1.2 主要施工階段圖示 38
5.2 施工階段內力分析 40
5.2.1 主梁內力分析 40
5.2.2 斜拉索內力分析 41
第六章  結構驗算 44
6.1 主梁驗算 44
6.1.1 鋼主梁驗算 44
6.1.2 混凝土主梁驗算 53
6.2 主塔強度驗算 58
6.2.1 驗算原理 58
6.2.2 使用階段主塔強度驗算 58
6.3 斜拉索驗算 60
6.3.1 驗算原理 60
6.3.2 使用階段拉索強度與疲勞驗算 60
6.4 斜拉橋變形驗算 62
6.4.1 驗算原理 62
6.4.2 斜拉橋變形驗算 62
6.5 斜拉橋抗風驗算 64
6.5.1 設計基準風速計算 64
6.5.2 本橋的基頻估算 65
6.5.3 顫振臨界風速計算 66
6.5.4 顫振風速驗算 67
第七章  施工方案簡述 68
7.1 全橋施工 68
7.2 索塔施工 69
7.3 基礎施工 69
7.4 主梁施工 69
致 謝 70
參考文獻 71