独塔部分斜拉桥设计实例分析

《独塔部分斜拉桥设计实例分析》介绍了独塔部分斜拉桥的基本概念和特点、国内外发展现状与典型桥梁概况，阐述了其上部结构、下部结构、支座及附属设施设计方法。以南水北调中线工程总干渠百泉大道独塔部分斜拉桥为例，介绍了该桥总体设计，详细阐述了采用ＭｉｄａｓＣｉｖｉｌ２０１３桥梁专用有限元软件建立全桥静力和动力有限元分析模型的过程与方法，对桥梁进行了内力计算、配筋设计、静力验算、动力验算及抗震性能分析。

本书适合于桥梁工程相关专业在校学生的学习和教师教学用书，也适合于桥梁技术人员学习运用ＭｉｄａｓＣｉｖｉｌ进行工程设计的参考书。

目　　　录

前言

第１章　绪论１

　　１．１　塔部分斜拉桥概述１

　　１．２　独塔部分斜拉桥的国外发展状况２

　　１．３　独塔部分斜拉桥的国内发展状况５

第２章　独塔部分斜拉桥总体设计２５

　　２．１　总体设计原则和思路２５

　　２．２　上部结构体系与总体设计２８

　　２．３　下部结构及附属设施设计３５

　　２．４　施工方法简介３６

　　２．５　百泉大道桥总体设计３７

第３章　独塔部分斜拉桥计算模型５４

　　３．１　计算荷载５４ !

　　３．２　百泉大道桥计算模型建立５６

　　３．３　独塔部分斜拉桥建模注意事项和计算项目７３

第４章　独塔部分斜拉桥静力分析７７

　　４．１　斜拉索初拉力和调整力７７

　　４．２　作用效应组合８２

　　４．３　结构内力计算及预应力钢筋布置８４

　　４．４　主梁预拱度设置９１

　　４．５　支座反力的计算９１

　　４．６　预应力钢筋伸长量的提取９４

　　４．７　斜拉索安全系数和换索、断索验算９４

　　４．８　设计验算参数输入９５

　　４．９　持久状况承载能力极限状态验算９６

　　４．１０　持久状况正常使用极限状态验算９８

　　４．１１　持久状况和短暂状况应力验算１００

　　４．１２　箱梁横向验算１０３

第５章　独塔部分斜拉桥的动力分析１０８

　　５．１　抗震措施及动力分析有限元模型１０８

　　５．２　独塔部分斜拉桥模态分析１１０

　　５．３　桥梁抗震性能分析１１５

参考文献１２２

前　　　言

独塔部分斜拉桥以其独特的受力模式、优美的造型、良好的工作性能、优越的性价比和成熟的施工技术，逐步占据了城市和风景区桥梁的一席之地。本书结合南水北调中线工程总干渠邢台市百泉大道桥梁建设，对独塔部分斜拉桥的设计进行了概括总结，并提供了这一桥型的详细设计资料，希望能为该桥型的发展起到推动作用。

本书共５章。第１章主要阐述了独塔部分斜拉桥的概念、结构特点及国内外典型工程概况。第２章介绍了独塔部分斜拉桥总体设计原则、结构布置和体系确定方法以及拉索、主梁、桥塔、下部结构等设计方法，简述了独塔斜拉桥主要的施工方法。以百泉大道桥为例，总结了上部结构、下部结构、支座及附属设施设计方法及主要构造尺寸，并配以相关施工图纸。第３章阐述了桥梁设计计算荷载及荷载组合方法，详细介绍了采用ＭｉｄａｓＣｉｖｉｌ２０１３有限元分析软件建立百泉大道桥纵向和横向有限元静力计算模型的过程和方法，总结了该类桥梁建模要点和计算项目。第４章进行了百泉大道桥荷载组合及内力计算，介绍了预应力钢筋布置的原则和方法，配以相关图纸，进行了主梁预拱度计算、预应力伸长量的计算、斜拉索安全系数和换索及断索验算；并根据支座反力选择支座型号，进行了持久状况承载能力极限状态、正常使用极限状态及短暂状况构件应力验算，以及箱梁横向验算。第５章建立了百泉大道桥动力计算模型，分析了全桥的模态，进行了Ｅ１、Ｅ２地震作用下的反应谱验算，论述了桥梁抗震性能。

本书著者为华北水利水电大学刘世明博士和李晓克教授。河北省工程设计大师、河北省水利水电第二勘测设计研究院院长乔裕民教授级高工对本书编写工作提出了指导意见，华北水利水电大学博士生导师、河南省优秀专家赵顺波教授对书稿进行了审阅并提出了具体修改建议，参加邢台市百泉大道桥梁设计工作的还有河北省水利水电第二勘测设计研究院杨建中教授级高工、杨竹林教授级高工、赵辉工程师和华北水利水电大学李凤兰教授、结构工程学科硕士研究生赵艳红等，河北省水利水电第二勘测设计研究院副院长马述江教授级高工对本书编著与工程设计也给予了关心指导，在此一并致以衷心谢意。研究工作得到了河南省重点一级学科———土木工程学科、生态建筑材料与结构工程河南省高校科技创新团队建设经费的支持。

由于著者水平所限，本书不足之处，敬请读者批评指正。

著者