设计描述：

文档包括:
Word版说明书一份，共66页，约19000字
外文文献翻译一份

CAD版本图纸，共5张:

毕业论文（设计）任务书

毕业论文（设计）题目           混凝土斜拉桥             
题目类型  工程技术研究    题目来源      其它           
毕业论文（设计）时间从2007年4月4号至2007年7月14日
1. 毕业论文（设计）内容要求：
设计基本资料
（一） 主要技术标准　　
包括结构形式、设计荷载、桥面宽度、桥面纵坡和通航标准等。
（二） 材料技术标准
包括混凝土、预应力筋、普通钢筋、锚具等。
（三） 施工方法
（四） 设计规范
1、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)
2、《公路斜拉桥设计规范》（试行）(JTJ027-96)
3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
计算主要内容
1、 基础资料及斜拉桥桥型确定
2、确定各部分的构造尺寸，如跨径、跨高比、塔高等。
3、建模分析
4、作用效应组合
5、成桥状态的索力优化
6、索塔锚固区的配筋
7、设计说明书
8、设计图纸

2.主要参考资料
(1)《崖门大桥—墩塔梁固结单索面斜拉桥》        
广东省西部沿海高速公路信汇段有限公司编，人民交通出版社
(2)《斜拉桥》   刘士林,梁智涛,侯金龙,孟凡超主编，人民交通出版社
(3)《桥梁工程》（下册）               顾安邦主编，人民交通出版社
(4)《八一大桥建设与管理》            帅长斌主编，人民交通出版社
(5)《高等桥梁结构理论》              项海帆主编，人民交通出版社
(6)《大跨桥梁结构计算理论》   李传习,夏桂云主编，人民交通出版社
(7)《结构设计原理》                张树仁等主编，人民交通出版社
(8)《桥梁结构非线性》         华孝良,徐光辉主编，人民交通出版社
                                                                 

阶  段 阶  段  内  容 起止时间
1 开题报告或开题综述（教研室组织） 4．4
2 熟悉设计内容及资料 4.5  ~  4.15
3 确定桥型 4.16  ~  4.18
4 确定各部分的构造尺寸，如跨径、跨高比、塔高等。 4.19  ~  4.28
5 建模分析 4.29  ~  5.14
6 成桥状态的索力优化 5.15  ~  5.20
7 索塔锚固区的配筋 5.21  ~  5.22
8 设计图纸绘制 5.23  ~ 6.22
9 编写毕业设计论文 6.23  ~  7.1
10 提交毕业设计论文 7.2
11 毕业答辩准备；评阅教师评阅论文 7.3   ~  7.4
12 毕业答辩 7.14
  

摘要
近年来，由于高强钢材、正交异性板、焊接技术的发展及结构分析的进步，斜拉桥体系得到了广泛的应用。斜拉桥为空间结构，由加劲梁—钢或混凝土桥面板和支承部件—受压的桥塔与受拉的斜拉索组成，因其结构性能斜拉体系占据了梁桥和悬索桥的中间地位。
本设计为墩、塔、梁固结的单索面预应力混凝土斜拉桥，选择桥梁专用软件MIDAS来建模分析，计算该桥在自重、汽车、温度和支座沉降作用下的作用效应，并进行索塔的作用效应组合；但是，在自重作用下，成桥状态斜拉索的受力很不合理，故采用影响矩阵法对索力进行优化；再根据调整后的索力确定拉索的构造和下料长度；由于斜拉索水平分力的作用，索塔锚固区的混凝土会开裂，须在塔壁内配置闭合预应力筋。

关键词　斜拉桥；作用效应组合；索力优化；闭合预应力筋
Abstract
Wide and successful application of cable-stayed systems was realized only recently, with the introduction of high-strength steels, orthotropic type deck, development of welding techniques and progress in structural analysis. Cable-stayed bridges present a space system, consisting of stiffening girders as steel or concrete deck and supporting parts as towers acting in compression and inclined cables in tension. By their structural behavior cable-stayed systems occupy a middle position between the girder type and suspension type bridges.
The cable-stayed bridge is the single-plane and prestressed-concrete system,
whose pier, tower and girder are rigidly joined together. The design chooses the special software for bridge-MIDAS to create model and run structural analysis, get the effect in the action of dead load, live load, temperature and bearing subsidence, and then calculate the combination for action effects at the tower. But cable force caused by structural weight is very unreasonable, so the design optimize the cable force using the Influence Array method. Then in accordance with the accommodated cable force, the design portrays the configuration of the cables and calculates their construction length. In the action of the horizontal force, the concrete of the anchorage at the tower will crack, so the closed prestressed-steel bar must be laid in the tower. 
Keywords　cable-stayed bridge  combination for action effects  optimization of cable force  closed prestressed-steel bar

目录
摘要.....................................................................................................................I
Abstract...............................................................................................................II
第1章  绪论......................................................................................................1
1.1  概述..................................................................................................1
1.1.1  结构体系.................................................................................1
1.1.2  主梁.........................................................................................2
1.1.3  索塔.........................................................................................2
1.1.4  拉索.........................................................................................3
1.1.5  桥型确定.................................................................................3
1.2  目的与意义.......................................................................................3
2.1.1 立题目的.................................................................................3
2.1.2 立题意义.................................................................................4 
1.3  主要内容..........................................................................................4
第2章  技术指标及设计资料...........................................................................5
2.1  设计依据..........................................................................................5
2.1.1  技术指标.................................................................................5
2.1.2  设计规范.................................................................................5
2.1.3  航运净空.................................................................................5
2.2  材料参数..........................................................................................5
2.2.1  混凝土.....................................................................................6
2.2.2  预应力钢材.............................................................................6
2.2.3  斜拉索.....................................................................................6
2.2.4  桥面铺装.................................................................................6
2.2.5  支座........................................................................................6
2.2.6  伸缩缝....................................................................................6
2.3  设计荷载与组合..............................................................................6
2.3.1  主要设计荷载.........................................................................6
2.3.2  索塔的作用效应组合.............................................................7
2.3.3  拉索的内力组合.....................................................................8
第3章  桥型与结构形式.................................................................................10
3.1  桥型总体布置................................................................................10
3.2  结构形式及尺寸............................................................................12
3.2.1  下部结构构造.......................................................................12
3.2.2  主塔......................................................................................12
3.2.3  斜拉索..................................................................................12
3.2.4  主梁......................................................................................13
第4章  结构整体分析....................................................................................14
4.1  计算原则.......................................................................................14
4.2  基本参数.......................................................................................14
4.2.1  截面性质..............................................................................14
4.2.2  设计荷载..............................................................................15
4.3  建模分析.......................................................................................16
4.3.1  结构计算简图......................................................................16
4.3.2  索力优化前内力及变形.......................................................17
第5章  成桥状态的索力优化........................................................................20
5.1  索力优化原理...............................................................................20
5.2  影响矩阵法优化索力...................................................................20
第6章  拉索设计...........................................................................................28
6.1  恒载索力.......................................................................................28
6.2  拉索构造.......................................................................................29
6.3  拉索下料长度...............................................................................30
6.4  索力验算.......................................................................................34
第7章   索塔锚固区受力分析......................................................................36
7.1  概述...............................................................................................36
7.2  锚固区受力...................................................................................36
7.3  计算分析.......................................................................................38
7.4  预应力筋的估算...........................................................................42
7.4.1  预应力损失..........................................................................42
7.4.2  预应力筋的估算原则..........................................................44
7.4.3  预应力筋布置......................................................................45
7.4.4  估算预应力筋......................................................................45
7.5  有效预应力...................................................................................46
7.6  承载能力极限状态验算...............................................................49
7.6.1  计算原则.............................................................................49
7.6.2  预应力次效应......................................................................50
7.6.3  正截面抗弯承载力计算.......................................................51
7.7  斜截面抗剪承载力.......................................................................55
7.8  持久状况正常使用极限状态计算................................................55
7.9  持久状况应力计算.......................................................................58

参考文献..........................................................................................................61
附录1...............................................................................................................62
附录2...............................................................................................................63

第1章 绪论
1.1 概述
斜拉桥是一种桥面体系受压、支承体系受拉的结构，其桥面体系由加劲梁构成，其支承体系由钢索组成。
上世纪70年代后，混凝土斜拉桥的发展可分成三个阶段：
第一阶段：稀索，主梁基本上为弹性支承连续梁；
第二阶段：中密索，主梁既是弹性支承连续梁，又承受较大的轴向力；
第三阶段：密索，主梁主要承受强大的轴向力，又是一个受弯构件。
近年来，结构分析的进步、高强材料的施工方法以及防腐技术的发展对大跨斜拉桥的发展起到了关键性的作用。斜拉桥除了跨径不断增加外，主梁梁高不断减小，索距减少到10m以下，截面从梁式桥截面发展到板式梁截面。混凝土斜拉桥已是跨径200m～500m范围内最具竞争力的桥梁结构。
1.1.1 结构体系
斜拉桥的基本承载构件由梁（桥面）、塔和索三部分组成，且三者以不同的方式影响总体结构的性能。实际设计时三者是密不可分的。塔、梁及索的不同变化和相互组合，可以构成具有各自结构性能且力学特点和美学效果的突出的斜拉桥。正因为如此，斜拉桥基本体系可按力学性能分为漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系：
漂浮体系为塔墩固结、塔梁分离，主梁除两端有支承外，其余全部用拉索悬吊，是具有多点弹性支承的连续梁。
支承体系即墩梁固结、塔梁分离，在塔墩上设置竖向支承，为具有多点弹性支撑的三跨连续梁。
塔梁固结体系即塔梁固结并支承在墩上，梁的内力和挠度同主梁与塔柱的弯曲刚度比值有关。其支座至少有一个为纵向固定。
刚构体系为梁塔墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。这种体系的优点是既免除了大型支座又满足悬臂施工的稳定要求，结构整体刚度较好，主梁挠度小；缺点是主梁固结处负弯矩较大，较适合于单塔斜拉桥。在塔墩很高的双塔斜拉桥中，若采用薄壁柔性墩来适应温度和活载等对结构产生的水平变形，形成连续刚构，能保持刚构体系的优点，并使行车平顺。采用这种体系的有美国的Dames Point桥和我国的广东崖门大桥等。
在边跨加辅助墩，对梁和塔的内力和变形都很有利。实践表明，无论采用以上何种体系，设一个辅助墩后，塔顶水平位移、主梁跨中挠度、塔根弯矩和边跨主梁弯矩均急剧降低，一般约为原来的40%～65%。
1.1.2 主梁
斜拉桥主梁直接承受车辆荷载，是斜拉桥主要承重构件之一。由于受拉索的支承作用，与其它体系桥梁相比，斜拉桥主梁具有跨越能力大、建筑高度小和能够借助拉索的预应力对主梁内力进行调整等特点。
斜拉桥的跨径比应考虑全桥刚度、拉索疲劳强度、锚固墩承载能力等多种因素确定。双塔斜拉桥的边跨与主跨比一般为0.25～0.50，从经济角度考虑，宜取0.4。
斜拉桥主梁自重应尽量减小，梁高与主跨比 变化范围一般在1/50～1/100，对密索体系大跨径斜拉桥，高跨比可小于1/200；单索面要按抗扭刚度确定。
主梁截面形式应根据跨径、索距、桥宽等不同需要，综合考虑结构的力学要求、抗风稳定、施工方法等选用。如对于单索面斜拉桥，主梁断面宜采用抗风性能优越的近似三角形断面。
主梁按材料可分为混凝土梁、钢梁、结合梁和混合梁，其中混凝土梁的主要优点是：
（1） 造价低。但当主跨大于500m时，混凝土主梁的低造价难以抵销由于混凝土自重大而导致拉索和基础费用的额外增值。
（2） 刚度大挠度小。在汽车作用下，产生的主要挠度约为类似钢结构的60%左右。
（3） 抗风稳定性好。这是由于混凝土结构振动衰减系数约为钢结构的两倍。
（4） 后期养护比钢桥简单便宜。缺点是跨越能力不如钢结构大，施工速度不如钢结构快。