斜拉桥的建模及分析案例

斜拉桥将拉索和主梁有机地结合在一起，不仅桥型美观，而且根据所选的索塔型式以及拉索的布置能形成多种多样的结构形态，易与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。但是，斜拉桥对设计和施工技术的要求非常严格，斜拉桥的结构分析与设计与其它桥梁形式有很大不同，设计人员需具有较深厚的理论基础和较丰富的设计经验。在斜拉桥设计中，不仅要对恒荷载和活荷载做静力分析，而且必须做特征值分析、移动荷载分析、地震分析和风荷载分析。为了决定各施工阶段中设置拉索时的张力，首先要决定在成桥阶段自重作用下的初始平衡状态。

本篇文档将先介绍建立斜拉桥分析模型的方法，然后再计算拉索初拉力的方法，并查看分析结果的方法。分析软件选用MIDAS Civil 2019（V2.1）。软件MIDAS Civil是通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。特别是针对桥梁结构，MIDAS Civil结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能：具有直观的操作界面，并且采用了尖端的计算机显示技术；提供菜单、表格、文本、导入CAD和部分其他程序文件等灵活多样的建模功能，并尽可能使鼠标在画面上的移动量达到最少，从而使用户的工作效率达到最高；提供刚构桥、板型桥、箱型暗渠、顶推法桥梁、悬臂法桥梁、移动支架/满堂支架法桥梁、悬索桥、斜拉桥的建模助手；提供中国、美国、英国、德国、欧洲、日本、韩国等国家的材料和截面数据库，以及混凝土收缩和徐变规范和移动荷载规范；集成了静力分析、动力分析、几何非线性分析、屈曲分析、移动荷载分析、PSC桥分析、悬索桥分析、水化热分析等分析设计功能。目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。

构件自重由程序自动计算。分析中重点考虑桥面铺装、护墙等二期恒载，同时使用软件MIDAS Civil自带的优化法则计算相应拉索的初拉力。

拉索初应力计算结果

 

                      主梁应力计算结果

模态第一阶振型

本篇文档详细介绍了斜拉桥的建模过程，针对具体算例进行计算，并形成了一份完整的计算分析报告，如想详细了解，请具体查看文档及模型源文件。