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RM-悬索桥演示实例

悬索桥计算

*第八节悬索悬索有许多工程应用，常见的有高压输电线、架空索道、悬索桥等。悬索结构两端固定，它和梁的主要区别在于悬索不能抵抗弯曲，只能承受拉力。在初步的力学计算中，假设悬索具有充分的柔软性，故称为柔索。本节讨论的悬索均为柔索。对于已经处于平衡状态的悬索，根据刚化原理可知，作用在悬索上的力应该满足刚体的平衡条件。同时需要注意的是，绳索不是刚体，平衡方程表示绳索平衡的必要条件但非充分条件。工程实际中经常碰到的问题是：在给定载荷作用下，求悬索的形状、索内拉力和绳索长度，以及它们与跨度、垂度、载荷之间的关系，以作为设计、校核悬索的根据。悬索在工作中受到的载荷可以分为两类：（1）集中载荷；（2）分布载荷。其中分布载荷中最常见的是水平均布载荷、沿索均布载荷。当不计钢索自重时，旅游胜地高空缆车的索道受到车厢集中力（即重力）的作用（图8-39a）；装有吊篮的架空索道，同样受吊篮的集中力（即重力）的作用。这些都是悬索受集中载荷作用的例子。悬索直拉桥主索上承受的载荷可看成是水平均布载荷（图8-39b)。高空输电线（图8-39c)和舰船的锚链上承受的载荷可看成是沿索均布载荷。 (a) (b) (c) 图8-39 当悬索两支座A和B高度相同时，两个支承点之间的水平距离称为跨度；在载荷作用下，悬索上每一点下垂的距离称为垂度，由悬挂点到最低点的垂直距离称为悬索的垂度。在悬索计算中，跨度和索上最低点的垂度通常是已知的。一、集中载荷设绳索（柔索）连接在两个固定点A和B并有n个垂直集中载荷P1、P2、…、P n，如图8—39(a)所示，绳索的重力与绳索承受的载荷相比可以忽略。因此当绳索系统处于平衡状态时，相邻载荷之间的绳索段AC1、C1C2、C2C3和C3B均被拉紧成直线段，即在集中载荷作用下，绳索成折线状。故绳索段AC1、C1C2、C2C3和C3B均可以当作二力杆，绳索中任

斗拱的作用和组成

斗拱的作用和组成简述我国元代的建筑水平有哪些进展：这个时期宗教建筑异常兴盛。元代的简化设施除了节省木料外，还是木构架进一步加强了本身的整体性和稳定性。北京天坛的艺术特色：天坛的建筑布局呈“回”字形，由两道坛墙分成内坛、外坛两部分。外坛墙总长6416米，内坛墙总长3292米。最南的围墙呈方形，象征地，最北的围墙呈半圆型，象征天。北高南低，这既表示天高地低，又表示“天圆地方”，天坛的主要建筑物集中在内坛中轴线的南北两端，其中由一条宽阔的丹陛桥相连接。由南至北分别为圜丘坛、黄穹顶、祈年殿和皇乾殿等。另有神厨，宰牲亭和斋宫等建筑和古迹。天坛设计巧妙，色彩调和，建筑艺术高超，是中国非常出色的古建筑之一。天坛的艺术特色，主要表现在声、力、美学原理的巧妙运用和精心设计上。+明清故宫的建筑成就：明清建筑不仅在创造群体空间的艺术性上取得了突出成就，而且在建筑技术上也取得了进步，明清建筑突出了梁、柱、檩的直接结合，减少了斗栱这个中间层次的作用。这不仅简化了结构，还节省了大量木材，从而达到了以更少的材料获取更大的建筑空间的效果。明清建筑还大量使用砖石，促进了砖石结构的发展，其间，中国普遍出现的无梁殿就是这种进步的具体体现。建筑家们认为故宫的设计与建筑实在是一个无与伦比的杰作，它的平面布局，立体效果，以及形式上的雄伟、堂皇、庄严、和谐都可以说

是罕见的，它标志者我们祖国的悠久的文化传统，显示着五百多年前导师们在建筑上的卓越成就。在夏代至商代早期，中国传统的院落式建筑群组合已经开始走向定型。在公元前16世纪建立的商朝，我国开始有了文字记载的历史，青铜工艺已达到了相当纯熟的程度，手工业专业化分工已很明显。从而使建筑水平有了明显的提高。、我国自然山水式风景园林在秦汉时开始兴起，到魏晋南北朝时有重大的发展。汉朝有了砖砌的下水道;汉朝的筒拱顶有纵联砌法与并列砌法两种。东汉纵联拱成为主流，并已出现了在长方形和方形墓室上砌筑的砖穹楼顶。佛教自东汉初传入我国，魏晋南北朝发展壮大。石窟约在南北朝时期传入我国。琉璃瓦正式使用于建筑屋面是南北朝，但为数不多，宋代使用渐广，到明代成为一个高潮。须弥座最早的实例见于北朝石窟。在三国、晋、南北朝时期，由于佛教的传入引起了佛教建筑的发展，高层佛塔出现了，并带来了以后以印度、中亚一带的雕刻、绘画艺术，使汉代比较质朴的建筑风格，变得更为成熟、圆润。人类第一次劳动大分工，即农业的出现而形成的固定的居民点---聚落。大门等级由高到低为广亮大门（门扇装在中柱缝上）、金柱大门（金柱的位置）、蛮子门（外檐柱）、如意门（一般原为广亮大门，后卖给一般平民，为不僭越，在檐下两侧砌砖，形成窄小洞口）（在院墙上开门，在简陋的宅院中使用）、小门楼。故宫的屋顶按重檐、庑殿、歇山、攒尖、悬山、硬山的等级次序使用。重檐庑殿：无门、太和殿；重檐歇山：天安门、太和门、保

悬索桥的计算方法及其历程1

悬索桥的计算方法及其发展悬索桥是一种古老的桥梁结构形式，也是目前大跨度桥梁的主要结构型式之一。悬索桥主要是由缆索、吊杆、加劲梁、主塔、锚碇等构成。从结构形式上看，它是一种由索和梁所构成的组合体系，在受力本质上它是一种以柔性索为主要承重构件的悬挂结构。悬索桥随着跨度的增大，柔性加大，在荷载作用下会呈现出较强的非线性，所以悬索桥宜采用非线性方法来进行结构分析。考虑悬索桥非线性因素的结构分析方法主要有挠度理论和有限位移理论。挠度理论考虑了悬索桥几何非线性的主要因素，可用比较简便的数值方法来分析，又有影响线可资利用，故很适用于初步设计阶段的结构设计计算。有限位移理论则全面地考虑了悬索桥几何非线性因素，计算结果较挠度理论精确，但计算过程复杂，直接用于设计计算有诸多不便和困难。悬索桥挠度理论是一种古典的悬索桥结构分析理论。这种理论主要考虑悬索和加劲梁变形对结构内力的影响，在中小跨度范围内其计算结果比较接近结构的实际受力情况，具有较好的精度。悬索桥挠度理论主要分为多塔悬索桥挠度理论和自锚式悬索桥挠度理论。最初的悬索桥分析理论是弹性理论。弹性理论认为缆索完全柔性，缆索曲线形状及坐标取决于满跨均布荷载而不随外荷载的加载而变化，吊杆受力后也不伸长，加劲梁在无活载时处于无应力状态。弹性理论用普通结构力学方法即可求解，计算简便，至今仍在跨径小于200米的悬索桥设计中应用[1]。但弹性理论假定缆索形状在加载前后不发生变化，显然与悬索桥的可挠性不符，因此发展出计入变形影响的悬索桥挠度理论。

古典的挠度理论称为“膜理论”。它是将悬索桥的全部近视看成是一种连续的不变形的膜，当缆索产生挠度时，加劲梁也随之产生相同的挠度。由于根据作用于缆索单元上吊杆力与缆索拉力的垂直分力平衡以及作用于加劲梁单元上的外荷载及吊杆力与加劲梁弹性抗力平衡的条件建立力的平衡微分方程而求解。挠度理论和弹性理论的最大区别是摒弃了弹性理论中关于缆索形状不因外荷载介入而改变的假设，相应建立缆索在恒载下取得平衡的几何形状将因外荷载介入而改变及同时计入缆索因外荷载所增索力引起的伸长量的假设，极大的接近悬索桥主索的实际工作状态，对悬索桥的发展起到了很大的推动作用。悬索桥的挠度理论也是一种非线性的分析方法，至今仍不失为分析悬索桥的较简单实用的手段。但挠度理论在基本假设中忽略了吊杆的变位影响及加劲梁的剪切变形影响等，使分析结果的精度受到限制。随着计算方法、计算手段的发展，悬索桥的计算理论也发展到将悬索桥作为大位移构架来分析的有限位移理论。有限位移理论将整个悬索桥包括缆索、吊杆、索塔、加劲梁全部考虑在内，分析时可以将各种二次影响包括进去，从而使悬索桥的分析精度达到新的水平。有限位移理论是20世纪60年代提出的计算理论。它是一种精确的理论，不需挠度理论所作的那些假定。其计算值一般要小于挠度理论[3]。根据参考文献，主跨为380m时，用有限位移理论计算的内力、挠度值，比挠度理论小10﹪；主跨768m时，在半跨加均

悬索桥迈达斯操作经验

在学**阶段的各种设计练**及实际工作中，可能会经常遇到悬索桥的设计计算。本文结合笔者自身体验，叙述Midas/Civil计算悬索桥的基本步骤及使用中的心得技巧和注意事项。注：本文以Midas/Civil 2012为参照版本。 Midas/Civil计算悬索桥中的关键问题在于初始成桥线性的确定，这是由于悬索桥为大变形二阶柔性结构决定的。其分析过程及每步中的要点如下： 1.建立新文件，为了便于区分和查找，建议命名时加入文件创建日期及文件主要特征等信息； 2.按照初步设计，定义主缆、桥塔、横梁、加劲梁、横隔板等部件的材料及截面特性值； 3.在结构-悬索桥按钮点出“悬索桥建模助手”，在其中输入相关信息，利用建模助手功能生成初步模型以便后续修改。在此需指出，利用悬索桥建模助手可以确定索单元大致的初始内力，利于后面的精细分析。实际上也完全可以自行建立悬索桥的全部梁、索单元，再进行非线性分析控制和迭代，但该步骤比较繁琐，因此一般推荐采用悬索桥建模助手生成初步模型；在建模助手中有几个要点和技巧： 1）建模助手采用的默认对象是双塔三跨悬索桥。当建立的模型为双塔单跨悬索桥时，可以在边跨长度框内输入一个很小的数值（如1e-6），一般在Midas/Civil中，距离小于1e-5的节点将被合并，从而达到实际只建立了中跨的效果； 2）桥面系宽度，在桥塔竖直、索面竖直时指的是桥塔间距，也即主缆间距、吊杆吊点间距，在索面倾斜或桥塔倾斜时，一般理解为吊杆在加劲梁上的吊点间距更加方便； 3）桥面系单位重量，此处输入的单位重量必须等于加劲梁的自重加上二期恒载等以梁单元均布荷载形式施加给加劲梁单元的梁单元荷载的和，否则后面难以计算收敛。另外，当建立的模型为双塔单跨悬索桥时，应勾选此处“详细”对话框，并在对话框中分别设置边、中跨桥面系荷载集度，为了便于收敛，可以将实际不存在的边跨设置一个非常小的集度，如1e-6； 4）其余各项按照对话框要求及初步设计填写即可，点击“实际形状”，会给出初步计算的主缆横向内力，该值应该记下，以便在后面悬索桥分析控制中使用； 5）填写完成后建议命名并保存该wzd文件，以便后面再修改或重复利用。 4.建模助手填写完毕后，点击“确定”，即开始进行第一轮悬索桥生成时的初步非线性分析计算，根据悬索桥复杂程度不等，通常该过程会持续数秒到数十秒，此时宜耐心等待。该过程运行结束后，程序会自动生成几何刚度初始荷载，并自动生成“自重”荷载工况； 5.悬索桥建模助手生成的是程序默认形式的地锚式竖直索面悬索桥，此时我们需根据实际桥梁情况进行修改：比如自锚式悬索桥、空间主缆悬索桥、单塔悬索桥等，修改的内容包括节

Midas Civil悬索桥分析功能使用

MIDAS/Civil悬索桥分析功能使用说明资料制作日期：2006-8-9 对应软件版本：Civil 2006 1．使用MIDAS/Civil分析悬索桥的基本操作步骤 A.定义主缆、主塔、主梁、吊杆等构件的材料和截面特性； B.打开主菜单“模型/结构建模助手/悬索桥”，输入相应参数（各参数意义请参考联机帮助的说明以及下文中的一些内容）； C.将建模助手的数据另存为“*.wzd”文件，以便以后修改或确认； D.运行建模助手后，程序会提供几何刚度初始荷载数据和初始单元内力数据，并自动生成“自重”的荷载工况； E.对模型根据实际状况，对单元、边界条件和荷载进行一些必要的编辑后，将主缆上的各节点定义为更新节点组，将塔顶节点和跨中最低点定义为垂点组； F.定义悬索桥分析控制数据后运行。运行过程中需确认是否最终收敛。运行完了后程序会提供平衡单元节点内力数据； G.删除悬索桥分析控制数据，将所有结构、边界条件和荷载都定义为相应的结构组、边界组和荷载组，定义一个一次成桥的施工阶段，在施工阶段对话框中选择“考虑非线性分析/独立模型”，并勾选“包含平衡单元节点内力”； H.运行分析后查看该施工阶段的位移是否接近于0以及一些构件的内力是否与几何刚度初始荷载表格或者平衡单元节点内力表格的数据相同； I.各项结果都满足要求后即可进行倒拆施工阶段分析或者成桥状态的各种分析； J.详细计算原理请参考技术资料《用MIDAS做悬索桥分析》。 2．建模助手中选择三维和不选择三维的区别？ A.选择三维就是指按空间双索面来计算悬索桥，需要输入桥面的宽度，输入的桥面系荷载将由两个索面来承担； B.不选择三维时，程序将给建立单索面的空间模型，不需输入桥面的宽度，输入的桥面系荷载将由单索面来承担。 3．建模助手中主梁和主塔的材料、截面以及重量是如何考虑的？ A.因为索单元必须考虑自重，因此建模助手分析中对于主缆和吊杆的自重，程序会自动考虑； B.但在建模助手中主梁和主塔的材料和截面并不介入分析，程序只是根据输入的几何数据，给建立几何模型，以便进行下一步的悬索桥精密分析。即，程序不会根据定

悬索桥发展史

悬索桥 1、什么是悬索桥悬索桥，又名吊桥指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小荷载所引起的挠度变形。 2、受力特点悬索桥中最大的力是悬索中的张力和塔架中的压力。由于塔架基本上不受侧向的力，它的结构可以做得相当纤细，此外悬索对塔架还有一定的稳定作用。假如在计算时忽视悬索的重量的话，那么悬索形成一个抛物线。这样计算悬索桥的过程就变得非常简单了。老的悬索桥的悬索一般是铁链或联在一起的铁棍。现代的悬索一般是多股的高强钢丝。悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。按照桥面系的刚度大小，悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁，因而刚度较小，在车辆荷载作用下，桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形，对行车不利，但它的构造简单，一般用作临时性桥梁。刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强，刚度较大。加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。除以上形式外，为增强悬索桥刚度，还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式，但构造较复杂。桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，也有个别固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。

斗拱整理

一、什么是斗拱？斗拱：中国古建筑中用以连结柱，梁，桁，枋的一种独特构件．始见周代铜器（见左图），到汉代其特点已基本形成，唐代是我国斗拱发展的又一重要阶段。斗拱是我国木构架建筑特有的结构构件，由方形的斗升和矩形的拱以及斜的昂组成．在结构上挑出承重，并将屋面的大面积荷载传到柱上．斗是斗形木垫块，拱是弓形的短木。拱架在斗上，向外挑出，拱端之上再安斗，这样逐层纵横交错叠加，形成上大下小的托架。西周青铜兽足方鬲上的门西周青铜兽足方鬲上表现出了当时建筑的局部形象如栌头、门、勾阑；战国中山王墓中出土的一件铜案、四角铸出精确优美的斗拱形象。由此可知当时建筑己使用斗和拱。瓦的出现是中国古代建筑的一个重要进步，西周已出现板瓦，筒瓦，开始是屋顶局部用瓦，后来便全覆以瓦。砖和彩画出现，关于彩画最早的记载是《论语·公冶长》中“山节藻棁”一语，意为如山形之斗（画有山形图案？），饰以海藻形花纹的短柱，它反映了春秋时期柱子表面已绘有花纹。结构包括：斗：立方块上开是自口，位于下昂翘之间。升：立方块上开横向口，位于栱头上。昂：斜出的梁桁。栱：曲木如弓，与枋平行。翘：曲木如弓，与枋垂直，与栱相似。坐斗：斗之特殊类型，全攒斗拱最下之座托。斗拱，是中国古代建筑上特有的构件，是由方形的斗、升、拱、翘、昂组成。斗拱是中华古代建筑中特有的形制，是较大建筑物的柱与屋顶间之过渡部份。其功用在於承受上都支出的屋檐，将其重量或直接集中到柱上，或间接的先纳至额枋上再转到柱上。一般上，凡是非常重要或带纪念性的建筑物，才有斗拱的安置。在星马的众多庙宇中。斗从外观上。抖拱当当使人产生一种神秘和莫测其高保真妙的感觉。在美学和结构上它也拥有一种独特的风格。无论从艺术或技术的角度来看，斗拱都足以象徵和代表中华古典的建筑精神和气质。斗拱中间伸出部仍叫做要头。雕著一个立双式的青色龙头。其两旁的垫拱板雕半立体火焰珠一粒，象徵吉祥如意。斗拱的构成分为三部分：斗、拱和昂。斗（升）：斗是直接承重横拱、枋或梁的木方。就斗细分又有很多中，比如，位于一组斗拱最下的称为坐斗（宋称栌斗，汉称栌），位于挑出的翘（宋称华拱）头上的叫十八斗（宋称交互斗），位于横拱两端的斗叫三才斗（宋称散斗），位于翘与横拱等交叉中心上的叫槽斗子（宋称齐心斗）。这些斗尽管名称各异，但是形状几乎相同，只是尺寸有大小，开槽有分别。坐斗的正面槽口叫“斗口”，斗口两侧凸起的部分称为“斗耳”，其下平直的部分称为“斗腰”，没有斗耳的斗称为“平盘斗”。（见图6）汉代斗拱实物，见于崖墓、石阙和石室，可以看出汉代的栌体形较大，断面为方形或矩形，已有平盘斗和槽口斗之分，但是斗耳和斗平的比例尚未确定。南北朝至唐代都用方斗，至宋代又出现圆形斗、多瓣形斗、讹角斗等多种形式。此后斗形多为方形。在宋代，对斗耳、斗平和斗欹高度做了规定，为4：2：4，后代基本沿用此制。

悬索桥结构计算理论

悬索桥结构计算理论主要内容 ?概述 ?悬索桥的近似分析 ?悬索桥主塔的计算 ?悬索桥成桥状态和施工状态的精确计算

1.概述 1.1悬索桥的受力特征悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件构成的柔性悬吊体系，其主要构成如下图所示。成桥时，主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决定。成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配。

悬索桥各部分的作用主缆是结构体系中的主要承重构件，受拉为主；主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，受压为主；加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构，主要承受弯曲内力；吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是连系加劲梁和主缆的纽带，受拉。锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。

1.概述(续) ?悬索桥计算理论的发展与悬索桥自身的发展有着密切联系早期，结构分析采用线弹性理论(由于桥跨小，索自重较轻，结构刚度主要由加劲梁提供。中期(1877), 随着跨度的增加，梁的刚度相对降低,采用考虑位移影响的挠度理论。现代悬索桥分析采用有限位移理论的矩阵位移法。 ?跨度不断增大的同时，加劲梁相对刚度不断减小，线性挠度理论引起的误差已不容忽略。因此，基于矩阵位移理论的有限元方法应运而生。应用有限位移理论的矩阵位移法，可综合考虑体系节点位移影响、轴力效应，把悬索桥结构非线性分析方法统一到一般非线性有限元法中，是目前普遍采用的方法。

?弹性理论（1）悬索为完全柔性，吊索沿跨密布；（2）悬索线性及座标受载后不变；（3）加劲梁悬挂于主缆，截面特点不变；仅有二期恒载、活载、温度、风力等引起的内力。计算结果：悬索内力及加劲梁弯距随跨经的增大而增大。

悬索桥的受力分析

悬索桥的受力分析一、选题在前面的PreSentation 部分，我与张玉青同学合作完成了上海东海大桥的建模，在此次的实例分析中，我参考了《ANSYSfc木工程实例应用》中的悬索桥部分，并在建模的基础上对其进行受力分析和施工过程中跨中挠度变化情况的分析。二、实例 1?问题的描述材料性能悬索和吊杆：E=2.5e11, μ=0.1, P g=1e4 梁：E=3.0e11, μ=0.1, P C=Ie4 截面尺寸悬索：A=I 吊杆：A=0.02 梁：A=0.5, H=1, 1=1/24 几何参数：桥长400m双索塔，自桥面算起塔高20m全桥模型成对称分布。两塔之间跨度为200m,左右塔距岸边各100m悬索间距为10m 初始条件：悬索和吊杆初应变为ε=1e-5。边界条件：悬索两端铰支，大梁布置成简支结构。以上都统一采用国际单位制。 2.悬索桥结构的建模把悬索体系的主要承重结构模拟为由铰链环组成的在节点上加荷载的悬挂索链。这种模型不但能很好地表现实际节点索链的性质，还能表现由金属丝。股或索组成的缆的性质，由于它不具有抗弯的能力，所以用LINK180单元模拟是非常好的，计算的精度和索长度的选取有很大的关系，同时要考虑索的应力变化问题。当给索缆装配加劲梁时，由于加劲梁还只是外荷载，不参与结构受力，所以可以将缆索结构当成是受集中荷载的体系。荷载按照实际的情况阶段施加。当桥建成之后，可以将缆索和加劲梁当做一个整体来分析，在条件允许的情况下可以一次性施加活载在桥上来模拟其受力分析。三、建模过程及分析过程 1. 设置单元及材料参数定义单元类型定义材料属性实常数定义截面 2. 建模生成区段模型主缆单元类型为1号，材料类型为1,截面实常数R1 ;悬索单元类型为1号，实常数为2,桥面主梁单元类型为2号，材料类型为2号，截面实常数为1。定义局部坐标在X=100处生成局部坐标系，新的坐标系代号必须大于10 ,再将局部坐标系设为当前坐标系，以当前坐标系的YZ面为对称面，镜像生成另一区段模型。再返回到全局笛卡尔坐标（CSYS=O，再将当前所有模型相对YZ面为镜像生成另一半模型。

自锚式悬索桥的计算

自锚式悬索桥的计算北京迈达斯技术有限公司 2004.12

目录 1.使用精确分析方法确定自锚式悬索桥三维形状 2.三维悬索桥建模助手(索体系平衡状态) 2.1简化的索体系平衡状态分析方法(Ohtsuki方法) 2.1.1竖向平面内分析 2.1.2水平面内分析 2.2精确的索体系平衡状态分析方法 3.悬索桥分析控制(整体结构体系平衡状态)

1. 使用精确分析方法确定自锚式悬索桥三维形状决定自锚式悬索桥形状的精确分析一般分为两个阶段。如下列流程图所示，第一个阶段确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)，第二个阶段确定包含加劲梁、索塔墩等全部结构体系形成后的状态。

2. 三维悬索桥建模助手(索体系平衡状态) 图1. 悬索桥建模助手 MIDAS/Civil的悬索桥建模助手用于前面所述的确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)的程序，建模助手内部又经历了两个步骤的分析过程。第一个步骤使用Ohtsuki博士的简化计算方法进行简化的初始平衡分析，在此阶段通过输入的加劲梁的均布荷载和Y、Z方向的垂度确定主缆的水平力和其三维坐标。第二个步骤为精确的初始平衡分析阶段，是使用前一步骤得到的主缆坐标和水平张力，通过非线性分析计算准确的索无应力长状态。图2. 悬索桥建模助手

2.1 简化的索体系平衡状态分析方法(Ohtsuki方法) 下面介绍悬索桥建模助手的第一个步骤中使用的Ohtsuki方法。该方法采用了日本Ohtsuki博士使用的计算索平衡状态方程式，其基本假定如下： (1) 吊杆仅在横桥向倾斜，始终垂直于顺桥向。 (2) 主缆张力沿顺桥向分量在全跨相同。 (3) 主缆与吊杆的连接节点之间的索呈直线形状，而非抛物线形状。 (4) 主缆两端坐标、跨中垂度、吊杆在加劲梁上的吊点位置、加劲梁的恒荷载等为已知量。吊杆间主缆的张力分布如下图所示。图3. 主缆张力一般来说将索分别投影在竖向和水平面上，利用在各自平面上张力和恒荷载的平衡关系进行分析，下面分别介绍竖向和水平面的分析过程。

自锚式悬索桥计算报告完整版

目录 4.2.4.1.结构总体静力计算分析 (1) （1）主要构件材料及性能 (1) ①混凝土 (1) ②结构钢材 (1) ③主缆用钢材 (1) ④吊索用钢材 (1) （2）全桥成桥状态计算 (2) ①计算方法及模型 (2) ②计算荷载及组合 (3) ③刚度计算结果 (3) ④强度计算结果 (4) 4.2.4.2.结构稳定计算分析 (6) （1）计算模型及方法 (6) （2）荷载及组合 (6) （3）计算结果 (6) 4.2.4.3.结构动力特性计算分析 (7) （1）计算模型及方法 (7) （2）计算结果 (7) 4.2.4.4.结构抗震计算分析 (8) （1）结构抗震设防标准 (8) （2）计算参数选取 (8) ①下水平向地震动参数 (8) ②竖向地震动参数 (8) ③结构阻尼比的取值 (9) （3）地震组合 (9) （4）计算模型 (9) （5）计算结果 (9) 4.2.4.5.结构抗风计算分析 (9) （1）设计风速确定 (9) （2）颤振稳定性计算分析 (10) ①颤振临界风速确定 (10) ②颤振稳定性分析 (11) （3）静风稳定性计算分析 (11) ①二维静风扭转发散分析 (11) ②二维横向屈曲发散分析 (12)

（4）静风荷载计算分析 (13)

4.2.4 自锚式悬索桥结构计算分析 4.2.4.1.结构总体静力计算分析（1）主要构件材料及性能 ①混凝土索塔采用C50混凝土，边墩采用C40混凝土，承台及桩基采用C30混凝土，各种标号混凝土主要力学性能见下表。主梁及桥塔横梁采用Q345qD 钢材。其主要力学性能见下表。主缆材料采用φ5.2mm 高强平行钢丝，其主要力学性能见下表。吊索材料采用φ7.0mm 高强平行钢丝，其主要力学性能见下表。

“斗拱结构”和“榫卯结构”

斗拱结构：探出成弓形地承重结构叫拱，拱与拱之间垫地木块叫斗，斗上加拱，拱上加拱，层层叠加，起到支撑作用. 榫卯结构：凸出地部分叫榫，凹进去地部分叫卯.榫和卯咬合，起到连接作用. 斗拱结构是榫卯结构地最佳表现方式. “斗拱”同“枓栱”. 解释下最后一句话：榫卯结构是一种连接方式，斗拱是榫卯交错结构而成地地承重构件，在中

国古代木结构建筑中地作用和地位不言而喻. @stray 哪里扯淡了？ 2012-06-06 9 条评论感谢分享收藏?没有帮助?举报赞同3反对，不会显示你地姓名 stray，画图工，拍照片 estray、freana、知乎用户赞同首先，斗栱，是这么写地. 斗栱其实是井干结构地变形和发展.木头一层层铺上去，是建筑地一个结构和装饰构件. 榫卯结构，是一种木作连接方式. 顶伏地猫地解释. 它俩根本不是一个类型地东西啊... "斗拱结构是榫卯结构地最佳表现方式."这句是扯淡吧 2012-06-06 添加评论赞同3反对，不会显示你地姓名知乎用户，建筑设计在读研究僧 Nameless Void、韩若冰、freana 赞同严谨地来说，榫卯是结构连接方式，斗拱是起结构作用地建筑承重构件，说成是“斗拱结构”，“榫卯结构“都不太严谨. 他们地关系是，在建造过程中，斗拱地部分构件采用了榫卯地连接方式. 在中国传统木结构建筑与家具中，榫卯地连接方式是广泛应用地，各种精巧榫卯构件不胜枚举.同时，在斗拱发展地后期，一些斗拱中地构件虽失去结构作用但因形制被保留下来，做成假构件，例如“昂”地发展，这是地斗拱已经并不能完全体现中国传统木构之精妙了，何况榫卯？所以说“斗拱结构是榫卯结构地最佳表现方式.”虽不至于扯淡，但也不够严谨.

悬索桥设计计算书

哈尔滨工业大学毕业设计（论文） - I - 摘要自锚式悬索桥作为一种特殊悬索桥桥型，在沉寂了多年之后，现在又重新引起工程界的兴趣。它保留了传统的悬索桥桥型，以其优美的外形受到工程师们的青睐。但此种桥型结构复杂，国内外对其研究的资料和成果也很少。本文主要是对一座中等跨度的正在施工中的混凝土自锚式悬索桥—抚顺万新桥进行设计和计算分析。 1. 理想索力的计算。悬索桥一般要求恒载作用下索力均匀，这样弯矩和剪力就分布均匀。此桥主塔采用滑动索鞍以及有一定的预偏量，所以桥塔在恒载作用下不受弯，调索时只需控制主梁的弯矩。使主梁弯矩尽量上下均匀，可得吊索的理想索力。 2. 主梁的计算。自锚式悬索桥是将主缆直接锚固于加劲梁的两端，所以求得的主梁的轴力很大，主梁的纵向只需配置普通钢筋。 3. 桥面板的计算。桥面板为双向板，按双向板求内力配筋。关键词混凝土，自锚式，悬索桥，设计

哈尔滨工业大学毕业设计（论文） - II - Abstract As a particular kind of suspension bridge, self-anchored suspension bridge has made an appearance in field of engineering after years ? dreariness. Preserving shape of traditional suspension bridge, it causes the engineer ?s favor by its elegant figure. Howener, due to complexity of its structure, there are little research data or achievement at home and abroad. This paper has put emphasis on design and computational analysis to a middle-span concrete self-anchored suspension bridge in construction —Fu Shun Wan Xin Bridge are done. 1. Calculation of the reasonal force of cable.The suspension bridge is commonly required the force of cable are uniformity when the dead load acted on the bridge. Then the shear and bending moment will distribute uniformly. The tower of this bridge adopts a sliping saddle and there are some declinations. Therefore the bridge tower doesn ?t has bending moment when the dead load acted on the bridge.When we adjust the force of the cable, we just need control the bending moment of the girder. If the distribution of the girder bending moment is uniformly,the force of the cable is the reasonal force of cable. 2. Calculation of girder. self-anchored suspension bridge, the cable anchored at the two ends of the girder directly, so the axial-force of the girder is very great Therefore the girder only need ordinary reinforcing bar. 3. Calculation of deck slab. The deck slab is two-way slab, wo need calculate the deck slab according to the two-way slab. Keywords concrete, self-anchored, suspension bridge, design

MIDAS悬索桥分析说明

关于MIDAS/Civil悬索桥分析的一些功能说明 1）建模助手的功能使用简化方法计算获得索的水平张力和主缆的初始形状，利用悬索单元的柔度矩阵重新进行迭代分析。当获得了所有主缆单元的无应力长之后，则构成由主缆和吊杆组成的索的体系，即，主缆两端、索塔墩底部、吊杆下端均按固接处理。当将无应力索长赋予悬索单元时，将产生不平衡力引起结构变形，然后通过坐标的变化判断收敛与否，当不收敛时则更新坐标重新计算无应力索长直至收敛，建模助手分析结束。 2）悬索桥分析控制以建模助手生成的主缆坐标、无应力索长、水平张力为基础进行悬索桥整体结构的初始平衡状态分析。对于地锚式悬索桥，其通过建模助手建立的模型，若小范围地调整加劲梁，对索的无应力长度和主缆坐标影响不是很大，因此一般来说直接采用建模助手的结果即可，当需要做精密的分析时也可采用悬索桥分析控制功能进行第二阶段分析。而自锚式悬索桥，由于其加劲梁受较大轴力的作用，加劲梁端部和索墩锚固位置会发生较大变化，即主缆体系将发生变化，所以从严格意义来说建模助手获得的索体系和无应力长与实际并不相符。因此必须对整体结构重新进行精密分析。其过程如下：将主缆和吊杆的力按静力荷载加载到由索塔墩和加劲梁组成的杆系结构上，计算加劲梁和索塔墩的初始内力，并将其作用在整体结构上。通过反复计算直至收敛，获得整体结构的初始平衡状态。（参考技术资料《自锚式悬索桥的计算》） 3）对于初始荷载的说明

671版本开始，在“荷载/初始荷载”中，分为大位移和小位移两项，其内又分为几何刚度初始荷载、平衡单元节点内力、初始荷载控制数据、初始单元内力共4项内容。其作用分别如下：大位移/平衡单元节点内力：该功能只适用于施工阶段分析中选择非线性分析的独立模型，并且钩选了“包含平衡单元节点内力”选项时的情形。进行斜拉桥或悬索桥逆施工阶段分析时，通过计算由张拉力和恒载导致的成桥状态的节点力和构件内力，可以考虑在外力作用下，位移为0的状态。即，提前使结构存在与外力相平衡的内力，从而使结构不发生变形。小位移/初始单元内力只适用于线性分析，其作用与几何刚度初始荷载相同。即通过形成几何刚度来影响结构的总体刚度，但其刚度并不随作用荷载的变化而变化。可以说是为了对于一个非线性结构进行线性分析而需要的功能，比如对于悬索桥进行特征值分析或者移动荷载分析等。另外，在进行时程分析时，如果要考虑自重等静力荷载作用下的初始状态时，需要将静力荷载另行定小位移/初始荷载控制数据生成初始荷载，或将输入的初始荷载添加给特定的荷载工况。大位移/几何刚度初始荷载：描述当前荷载作用之前的结构的初始状态。可由悬索桥建模助手自动计算给出结构的初始平衡状态。义为一种时变荷载。利用这里的初始单元内力功能，可以使构件在进行时程分析时就处于相应的初始状态，而不需再将静力荷载定义为时变荷载了。在结果表格中可以查看与各荷载工况向对应的平衡单元节点内力，用户若要考虑初始荷载，可以将其复制输入到前处理的初始荷载部分的表格中。 4）几何刚度初始荷载（671前版本）静力线性分析：

悬索桥施工实例简介

附录三：悬索桥施工实例简介一. 汕头海湾大桥简介汕头海湾大桥位于汕头经济特区的汕头港东部出海口处，是深汕高速公路上的一座特大桥，其主桥为154+452+154m的三跨双铰预应力混凝土悬索桥，是我国第一座现代化的悬索桥。全桥总体布置见图附录3-1：图附录3-1 汕头海湾桥桥式布置图汕头海湾悬索桥各主要组成构造简介如下： 1. 索塔： ⑴. 索塔为钢筋混凝土三层框架，基础承台顶以上高度为95.10m，塔柱内侧净宽24.1m，外侧边到边为31.2m，塔柱为D型截面，顺桥向宽6m，横桥向宽3.5m，为空心结构。 ⑵. 索塔顶设置大型铸钢鞍座，每个鞍座座体分为两部分，通过塔顶组拼的桁架式吊机安装。鞍座安装时向岸侧预偏1200mm，在跨中对称架设12对梁段时逐段顶推使鞍座复位到位，共分12次进行。 ⑶. 每跨混凝土加劲梁在主塔以及边墩处设置竖向拉压支座，在塔柱内侧设置阻尼束。 2. 主缆： ⑴. 每根主缆由10010根ф5.1mm镀锌高强度钢丝组成，分成110束预制平行钢丝束，每束91根钢丝，长1030m左右，两根主缆的横向中距为25.2m。 ⑵. 主缆采用PWS法架设编制，架设时先将110股预制平行钢丝束编排成六角形截面，再用挤紧机挤成圆形，截面挤紧的孔隙率在一般部位按20％考虑，其相应的外径为570mm 左右，在安装索架的部位由于索夹的紧固作用，孔隙率将压缩至18％左右，此处主缆的外径约为560mm；主缆采用重力式锚碇方式，在锚碇前端的铸钢散索鞍座处，各索股分散并通过锚头与锚固构架上的锚杆相连进行锚固；在N2、S2墩顶处设置竖向支撑摆柱。见图附录3-2示意。 ⑶. 主缆架设前，先安装猫道作为主缆施工脚手平台，并在两锚碇间设置循环牵索系统进行主缆的架设，采用垂度法进行主缆索股线型调整。 3. 吊索与索夹：吊索为垂直布置，采用ф45mm镀锌钢丝绳，通过索夹骑挂于主缆，顺

斜拉桥与悬索桥计算原理

斜拉桥与悬索桥计算原理斜拉桥与悬索桥计算理论简析分类:桥梁设计2007.3.12 15:32 作者:frustrationwk | 评论:0 | 阅读:0 斜拉桥与悬索桥是桥梁结构中跨越能力最大的两种桥型，随着桥梁建造向大跨径方向发展，它们越来越成为人们研究的热点。通过大跨径桥梁理论的学习，我对斜拉桥与悬索桥的计算理论有了较为系统的了解。在本文中，我想从一个设计者的角度，在概念层次上，对斜拉桥与悬索桥的计算理论做个总结，以加深自己对这些计算理论的理解。一、斜拉桥的计算理论斜拉桥诞生于十七世纪，在最近的五十年间，斜拉桥有了飞速的发展，成为200米到800米跨径范围内最具竞争力的桥梁结构形式之一。有理由相信，在大江河口的软土地基上或不适合建造悬索桥的地区，有可能修建超过1200米的斜拉桥。斜拉桥是塔、梁、索三种基本结构组成的缆索承重结构体系，一般表现为柔性的受力特性。 (一)、斜拉桥的静力设计过程 1、方案设计阶段此阶段也称为概念设计。本阶段的主要任务是凭借设计者的经验，参考别的斜拉桥的设计，结合自己的分析计算，来完成结构的总体布置，初拟构件尺寸。根据此设计文件，设计者或甲方(有些地方领导说了算)进行方案比选。 2、初步设计阶段本阶段在前一阶段工作的基础上进一步细化。主要任务是:通过反复计算比较以确定恒活载集度、恒载分析、调索初定恒载索力、修正斜拉索截面积、活载及附加荷载计算、荷载组合及梁体配索、索力优化以及强度刚度验算等。 3、施工图设计阶段

此阶段要对斜拉桥的每一部位以及每一施工阶段进行计算，确保结构安全。主要计算内容有:构件无应力尺寸计算、对施工阶段循环倒退分析、计算斜拉索初张力、预拱度计算、强度刚度稳定性验算以及前进分析验算等。 (二)、斜拉桥的计算模式 1、平面杆系加横分系数此模式用在概念设计阶段研究结构的设计参数，以求获得理想的结构布置。还可用于技术设计阶段，仅仅计算恒载作用下的内力。 2、空间杆系计算模式此模式用在空间荷载(风载、地震荷载以及局部温差等)作用下的静力响应分析。此模式按照主梁可分为三种:“鱼骨”模式、双梁式模式与三梁式模型。 3、空间板壳、块体和梁单元计算模式此模式用在计算全桥构件的应力分布特性，这类模式要特别注意不同单元结合部的节点位移协调性。 4、从整体结构中取出的特殊构件此模式主要是为了研究斜拉索锚固区等的应力集中现象。根据圣维南原理，对结构进行二次分析。 (三)、斜拉桥的计算理论根据线性与非线性将其分为三类。 1、微小变形理论，即弹性理论这种计算方法将拉索简化为桁单元，其余部分用梁单元进行模拟，不考虑非线性影响。此计算方法适用于中小跨径的斜拉桥，或用于方案设计阶段。 2、准非线性计算理论包括三种:计入收缩徐变的线性弹性分析理论、考虑二阶效应的近似计算以及弹性理论计算

桥梁上部结构施工事故案例分析(悬索桥、斜拉桥)

桥梁上部结构施工事故案例分析
交通部公路科学研究院 2012年6月

目
录
一
桥梁上部结构施工事故案例分析悬索桥上部结构施工风险分析
二

桥梁施工事故案例分析
? 四川达县洲河大桥坍塌事故 ? 宁波招宝山大桥主梁断裂事故 ? 澳大利亚墨尔本西门桥坍塌事故
1、国内外斜拉桥施工事故
2、国内外悬索桥施工事故
? ? ? ? ? ? ?
北京顺义悬索桥坍塌事故泰州三塔两跨悬索桥猫道拆除事故大贝尔特海峡跨海工程施工事故布鲁克林大桥施工事故麦基诺海峡大桥施工事故旧金山奥克兰湾大桥猫道坍塌事故塔科马大桥风毁事故

1、国内外斜拉桥施工事故

1、四川达县洲河大桥坍塌事故
? 1986年10月29日主跨合龙时，主梁混凝土突然破坏坠落，连同桥上几十吨重的吊车一起坠落河中，桥下4艘运载桥梁的驳船被压沉，造成死亡16人的特大事故，国家经济损失1200 万元。 ? 原因分析 ? 造成该桥事故发生的主要原因是设计上存在漏洞，分包的施工单位没有施工经验。
? 桥梁概况
? 四川达县洲河大桥，为跨度 190m+70m的混凝土箱型梁斜拉桥，采用独塔构造叶脉式布索，另一端拉索按空间布置直接锚固于山体上，利用了桥头地形特点，省去一个索塔，结构新颖。我国尚没有可借鉴的设计施工经验。

2、宁波招宝山大桥主梁断裂事故
? 1998年9月24日，即将合龙之际， 16号块突然发生严重的梁体断裂事故，虽未造成人员伤亡，但这起事故使整个工程工期延误近两年，经济损失巨大，并且在社会上造成了极大的负面影响。
? 桥梁概况
? 投资4.23亿元位于甬江入海口，全长 2482 米，主桥为单塔双索面不对称预应力混凝土斜拉桥，通航孔跨径 258 米，净空高 32 米， 5000 吨级的客、货轮船可全天候通过出入甬江于 1995 年 6 月开工，总造价 4.23亿元。 ? 事故处理后，新桥于 2001 年6月8日竣工通车