越南福顺大桥全桥整体分析计算书1295+405+1295m悬索桥Word文档下载推荐.docx
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m2
0.00201
单缆
股数
37
0.07428
容许应力
MPa
668
弹性模量
2.0×
105
直径(正常/索夹内)
0.3438/0.3396
孔隙率(正常/索夹内)
20%/18%
普通吊索
0.001669
全桥其它吊索,共98根
特殊吊索
0.004379
用于索塔两侧和边跨短索,全桥共16根
锚碇参数表2
东岸
成桥时塔中心至
散索鞍中心之距
西岸
散索鞍标高
23.129
成桥时散索鞍
中心设计标高
主缆入射角
19.4182°
加劲梁参数表3
形式
流线型扁平钢箱梁
2.1×
剪切弹模
0.81×
泊松比
0.3
截面积
0.72291
典型断面
一期恒载
KN/m
77
二期恒载
30.24
抗弯惯矩
Ix
m4
0.7999
Iy
27.498
索塔参数表4
几何特性
物理特性
门式框架
容重
26KN/m3
承台顶标高
3.378m
混凝土标号
C50
索塔顶标高
79.529m
3.5×
104MPa
断面形式
矩形
1.51×
横梁数
2
0.167
3.恒载
加劲梁一期恒载77KN/m;
作用于加劲梁上二期恒载集度为30.24KN/m;
单缆(不包括吊索、索夹、包括检修道及缠丝)沿主缆方向单位长度恒载为6.122KN/m。
4.汽车—20级荷载和人群荷载
将规范中的车队换算成均布荷载。
普通车每车道每辆重200KN,作用长度按19m考虑,得到换算集度:
q11=200/19=10.53KN/m
每车道中有重车一辆,重300KN,作用长度按17.9m考虑,得到换算集度:
q22=300/17.9=16.76KN/m
同时考虑以下系数:
1多车道横向折减系数0.67(横向按4个加载车道)
2纵向折减系数0.96
综合系数:
4×
0.67×
0.96=2.5728
普通车换算集度:
10.53×
2.5728=27.092KN/m
重车换算集度:
16.76×
2.5728=43.1201KN/m
人群荷载集度:
12KN/m(两侧)
5.挂车—100荷载
将规范中的车辆荷载换算成均布荷载。
每辆重1000KN,作用长度按6.4m考虑,得到换算集度:
q11=1000/6.4=156.25KN/m
6.温度荷载
温度荷载按体系升温(钢结构升温20.9℃,混凝土索塔升温14.4℃);
体系降温(钢结构降温—20.8℃,混凝土索塔降温—11℃)。
7.横向风荷载
横向风荷载按30m/s(桥面有车)和35.6m/s(桥面无车)计算。
具体结果是无车时加劲梁和主缆的风载集度A分别为14.969KN/m、0.975KN/m,有车时加劲梁和主缆的风载集度B分别为5.5KN/m、0.598KN/m。
二、结构离散图及考虑的因素
采用有限位移理论三维有限元模型计算,结构离散见图1。
结构离散的基本思路是:
将悬索桥模拟为三种单元,第一种是节点有三个线自由度的杆件,用于模拟仅能承受拉压作用的杆件,如主缆和吊索,第二种是节点有六个自由度的空间梁单元,用于模拟索塔和加劲梁等具有一定抗弯和抗扭刚度的构件,第三种是所谓“杆面单元”,该单元是组合单元,有三个节点、两根第一种单元和一个刚片,用于模拟吊杆与主缆、加劲梁的连接关系。
全桥共划分283个节点组成341个单元,其中主缆128个单元,索塔和加劲梁156个单元,吊索57个单元。
结构的约束条件是:
主缆锚固处、散索鞍底和索塔底为固结;
约束散索鞍顶主缆的横桥向的位移;
主缆在塔顶主鞍中心处按永不脱离点考虑;
加劲梁梁端约束竖向、横桥向的位移和绕X轴(顺桥向)的转动;
约束索塔下加劲梁横桥向的位移。
结构计算离散图图1
三、静力计算
1.坐标系
坐标系符合右手螺旋法则。
顺桥向为X轴,竖向为Y轴,横桥向为Z轴。
2.荷载组合
依照现行规范要求,根据结构整体和局部验算需要,设计中考虑的荷载组合主要有如下几种,这些组合均是在营运阶段下的。
主缆:
组合Ⅰ恒载+汽车—20级活载+人群
组合Ⅱ恒载+汽车—20级活载+人群+升温
组合Ⅲ恒载+汽车—20级活载+人群+降温
组合Ⅳ恒载+汽车—20级活载+人群+降温+风力B
组合Ⅴ恒载+降温+风力A
加劲梁、吊索:
组合Ⅱ恒载+汽车—20级活载+人群+升温+风力B
组合Ⅲ恒载+汽车—20级活载+人群+降温+风力B
组合Ⅳ恒载+升温+风力A
3.计算结果
计算结果均以桥中心线对称。
1)主缆轴力见表5。
主缆轴力(KN)表5
组合
位置
组合Ⅰ
组合Ⅱ
组合Ⅲ
组合Ⅳ
组合Ⅴ
散索鞍锚跨侧
42950.03
42344.17
43573.39
46105.63
35874.61
散索鞍边跨侧
42926.97
42304.15
43567.34
46086.33
35914.86
边跨跨中
44831.49
44233.31
45447.71
48079.24
37431.64
塔靠边跨侧
46790.36
46219.08
47379.33
50127.48
38893.79
塔靠中跨侧
44446.4
44096.4
44807.12
44825.95
33418.61
中跨跨中
41097.6
40731.88
41474.15
41507.24
31109.68
主缆轴力在组合Ⅲ时最大为47379.33KN,安全系数为2.62,满足规范要求。
主缆轴力组合Ⅰ计算数据:
*SB0
Vietnamthuanphuocbridge129.5+405+129.5三跨连续加劲梁悬索桥
*SB1
28312815657664204
*SB2
1-344.2873-21.2536-9.50000003
2-344.2873-21.25369.50000003
3-330.3980-15.7619-9.50000003
4-330.3980-15.76199.50000003
5-332.0000-12.6500-9.5000003
10-296.10000.1553-9.5000003
13-286.20004.0928-9.5000003
16-276.30008.2246-9.5000003
19-266.400012.5505-9.5000003
22-256.500017.0710-9.5000003
25-246.600021.7863-9.5000003
28-236.700026.6968-9.5000003
31-226.800031.8028-9.5000003
34-216.900037.1048-9.5000003
37-202.500045.3500-9.5000007
6-332.0000-12.65009.5000003
11-296.10000.15539.5000003
14-286.20004.09289.5000003
17-276.30008.22469.5000003
20-266.400012.55059.5000003
23-256.500017.07109.5000003
26-246.600021.78639.5000003
29-236.700026.69689.5000003
32-226.800031.80289.5000003
35-216.900037.10489.5000003
38-202.500045.35009.5000007
7-327.5000-6.54650.007
8-315.9000-6.09100.007
9-306.0000-5.71520.007
12-296.1000-5.35130.007
15-286.2000-4.99950.007
18-276.3000-4.65960.007
21-266.4000-4.33170.007
24-256.5000-4.01570.007
27-246.6000-3.71170.007
30-236.7000-3.41970.007
33-226.8000-3.13960.007
36-216.9000-2.87150.007
39-202.5000-2.50290.007
40-202.541.65-9.5807
41-202.541.85-7.0807
42-202.541.85-4.8007
43-202.541.85-3.2007
44-202.541.85-0.8007
50-202.537.65-9.6307
52-202.532.05-9.7707
54-202.524.05-9.9607
56-202.58-10.307
58-202.52-10.507
60-202.5-2-10.607
62-202.5-4.5-10.607
64-202.5-4.5-11.207
66-202.5-6.75-11.207
68-202.5-6.75-9.2507
70-202.5-10.45-11.307
72-202.5-15.35-11.407
74-202.5-19.35-11.507
76-202.5-23.35-11.607
78-202.5-27.35-11.707
80-202.5-29.35-11.807
82-202.5-32.35-11.907
49-202.541.659.5807
48-202.541.857.0807
47-202.541.854.8007
46-202.541.853.2007
45-202.541.850.8007
51-202.537.659.6307
53-202.532.059.7707
55-202.524.059.9607
57-202.5810.307
59-202.5210.507
61-202.5-210.607
63-202.5-4.510.607
65-202.5-4.511.207
67-202.5-6.7511.207
69-202.5-6.759.2507
71-202.5-10.4511.307
73-202.5-15.3511.407
75-202.5-19.3511.507
77-202.5-23.3511.607
79-202.5-27.3511.707
81-202.5-29.3511.807
83-202.5-32.3511.907
84-188.10039.6238-9.503
87-178.20036.052-9.503
90-168.30032.6749-9.503
93-158.40029.4923-9.503
96-148.50026.5037-9.503
99-138.60023.7091-9.503
102-128.70021.1083-9.503
105-118.80018.7009-9.503
108-108.90016.4868-9.503
111-99.000014.4658-9.503
114-89.100012.6378-9.503
117-79.200011.0026-9.503
120-69.30009.5601-9.503
123-59.40008.3102-9.503
126-49.50007.2527-9.503
129-39.60006.3877-9.503
132-29.70005.7149-9.503
135-19.80005.2344-9.503
138-9.90004.9461-9.503
1410.00004.8500-9.503
1449.90004.9461-9.503
14719.8005.2344-9.503
15029.7005.7149-9.503
15339.6006.3877-9.503
15649.5007.2527-9.503
15959.4008.3102-9.503
16269.3009.5601-9.503
16579.20011.0026-9.503
16889.10012.6378-9.503
17199.00014.4658-9.503
174108.9016.4868-9.503
177118.8018.7009-9.503
180128.7021.1082-9.503
183138.6023.7091-9.503
186148.5026.5037-9.503
189158.4029.4922-9.503
192168.3032.6749-9.503
195178.2036.0520-9.503
198188.1039.6238-9.503
85-188.10039.62389.503
88-178.20036.0529.503
91-168.30032.67499.503
94-158.40029.49239.503
97-148.50026.50379.503
100-138.60023.70919.503
103-128.70021.10839.503
106-118.80018.70099.503
109-108.90016.48689.503
112-99.000014.46589.503
115-89.100012.63789.503
118-79.200011.00269.503
121-69.30009.56019.503
124-59.40008.31029.503
127-49.50007.25279.503
130-39.60006.38779.503
133-29.70005.71499.503
136-19.80005.23449.503
139-9.90004.94619.503
1420.00004.85009.503
1459.90004.94619.503
14819.8005.23449.503
15129.7005.71499.503
15439.6006.38779.503
15749.5007.25279.503
16059.4008.31029.503
16369.3009.56019.503
16679.20011.00269.503
16989.10012.63789.503
17299.00014.46589.503
175108.9016.48689.503
178118.8018.70099.503
181128.7021.10829.503
184138.6023.70919.503
187148.5026.50379.503
190158.4029.49229.503
193168.3032.67499.503
196178.2036.05209.503
199188.1039.62389.503
86-188.100-2.15950.007
89-178.200-1.93820.007
92-168.300-1.72880.007
95-158.400-1.53140.007
98-148.500-1.3460.007
101-138.600-1.17250.007
104-128.700-1.0110.007
107-118.800-0.86140.007
110-108.900-0.72380.007
113-99.0000-0.59820.007
116-89.1000-0.48450.007
119-79.2000-0.38280.007
122-69.3000-0.29310.007
125-59.4000-0.21530.007
128-49.5000-0.14950.007
131-39.6000-0.09570.007
134-29.7000-0.05380.007
137-19.8000-0.02390.007
140-9.9000-0.0060.007
1430.000000.007
1469.9000-0.0060.007
14919.800-0.02390.007
15229.700-0.05380.007
15539.600-0.09570.007
15849.500-0.14950.007
16159.400-0.21530.007
16469.300-0.29310.007
16779.200-0.38280.007
17089.100-0.48450.007
17399.000-0.59820.007
176108.90-0.72380.007
179118.80-0.86140.007
182128.70-1.0110.007
185138.60-1.17250.007
188148.50-1.3460.007
191158.40-1.53140.007
194168.30-1.72880.007
197178.20-1.93820.007
200188.10-2.15950.007
201202.500045.3500-9.507
202202.500045.35009.507
203202.5000-2.50290.007
204202.541.65-9.5807
205202.541.85-7.0807
206202.541.85-4.8007
207202.541.85-3.2007
208202.541.85-0.8007
214202.537.65-9.6307
216202.532.05-9.7707
218202.524.05-9.9607
220202.58-10.307
222202.52-10.507
224202.5-2-10.607
226202.5-4.5
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