南溪长江大桥计算书(820m钢箱梁悬索桥).pdf

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1、 计 算 书 项目名称：南溪长江大桥 测设阶段：施工图设计 计算内容：全桥静力计算 第 册 共 册 计 算：复 核：一 审：二 审：四川省交通厅公路规划勘察设计研究院桥梁分院 2010 年 01 月 26 日 南溪长江大桥 2 计算书复核、审核记录表 项目名称：南溪长江大桥项目 计算内容:主桥整体计算 2010 年 01 月 06 日 序号 内 容 自 检 复 核 人 审 核 人 1 总体结构图及描述 有 无 有 无 无 有 无 2 计算模式是否正确 正确 不正确 正确 不正确 正确 不正确 3 计算假定是否合理 合理 不合理 合理 不合理 合理 不合理 4 计算阶段是否完整 完整 不完整 完

2、整 不完整 完整 不完整 5 原始输入数据是否正确 正确 不正确 正确 不正确 正确 不正确 6 计算过程是否正确（手算）正确 不正确 正确 不正确 正确 不正确 7 计算成果是否完整 完整 不完整 完整 不完整 完整 不完整 8 计算成果是否正确 正确 不正确 正确 不正确 正确 不正确 9 结论：结构受力及变形是否满足规范要求 满足 不满足 满足 不满足 满足 不满足 签 名 备注：本表随过程传递，作为“设计工作单项工作验证录表”的提炼和补充，计算、复核、审核人员在相应的栏目中填“”。计算者修改执行意见（计算者填写）已经修改模型，完善计算书。复核人确认意见 审核人确认意见 本表与计算书一起

3、存档 南溪长江大桥 3 宜渝路宜渝路南溪长江南溪长江大桥大桥计算计算书书 二二一一年年 元元月月 南溪长江大桥 4 目目 录录 1.提要提要.1 2.基本资料基本资料.1 2.1 简介.1 2.2 结构尺寸.2 2.3 材料类型.4 2.4 截面特性.4 2.5 恒载数据.5 2.6 汽车和人群活载.6 2.7 体系温差及局部温差.6 2.8 风荷载.6 2.9 荷载组合.7 2.10 施工流程.8 2.11 模型文件.8 3.主缆和吊索主缆和吊索.9 3.1 吊索索力.10 3.2 缆索系统.11 3.3 主缆和吊索验算.11 4.运营荷载效应运营荷载效应.14 4.1 移动荷载效应.14

4、4.2 体系温差效应.16 4.3 阵风荷载效应.16 4.4 索塔荷载.17 4.5 主梁应力.19 4.6 支座力.20 4.7 梁端位移.23 5.主桥施工阶段到拆分析主桥施工阶段到拆分析.23 5.1 索塔预抛高.23 5.2 索股架设.24 5.3 钢箱梁标高.25 5.4 主缆空载状态.27 5.5 索鞍顶推拟定.28 南溪长江大桥 5 5.6 索塔应力.31 5.7 塔柱自由长度.31 6.钢箱梁分析钢箱梁分析.32 6.1 钢箱梁模型简介.32 6.2 钢箱梁横隔板结果.33 6.3 钢箱梁局部变形指标.34 7.主桥承台桩基验算主桥承台桩基验算.36 7.1 内力组合.36

5、7.2 承台验算.36 7.3 桩强度验算.40 8.主要成果汇总主要成果汇总.42 南溪长江大桥 1 1.提要提要 本册计算书包括的主要内容：（1）恒载状态找形分析；（2）运营阶段荷载分析；（3）施工阶段到拆分析，索鞍顶推拟定；（4）钢箱梁桁架式横隔板分析和桥面板局部变形分析；（5）主桥桩基承台验算；（6）计算成果汇总；2.基本基本资料资料 2.12.1 简介简介 南溪长江大桥位于国家高速公路网成渝地区环线纳溪至宜宾段。南溪长江桥为主跨 820m 的单跨吊钢箱梁悬索桥，主缆分跨为192+820+176m，中跨为悬吊结构，跨中设置中央扣。主缆矢跨比 1/10，主缆横桥向中心间距为 29.1m，

6、吊索顺桥向标准间距为 12.8m。钢箱梁约束情况为：在北塔和南塔各设一对竖向支座，在北塔和南塔各设一对横向抗风支座，北塔和南塔各设一对纵向阻尼装置。（一）技术标准（1）桥梁等级：四车道高速公路特大桥，设计安全等级为 I 级（2）设计速度：80km/h（3）桥梁宽度：24.5m 双向 4 车道+2x 净 1.5m 人行道（4）荷载标准：公路I 级，人群 2.5KN/m2（5）设计洪水频率：1/300（6）桥下通航标准：航道等级为 III 级，最高通航水位为 266.7m，（7）基本风速：24.3m/s 南溪长江大桥 2 桥型布置图（二）技术规范（1）交通部部颁公路工程技术标准（JTG B01-2

7、003）（2）交通部部颁公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）（3）交通部部颁公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（4）交通部部颁公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）（5）交通运输部推荐性行业标准公路桥梁抗震设计细则（JTG/T B02-01-2008）（6）交通部推荐性行业标准公路桥梁抗风设计规范（JTG/T D60-01-2004）2.22.2 结构尺寸结构尺寸 1、主缆构造 主跨 87 股，边跨 89 股，每股 127 丝 5.1，1670MPa。2、钢箱梁 钢箱梁主要结构尺寸 梁高 3.0m（不包括顶、低板厚度）桥面横坡 双向 2 梁宽 29.78m

8、 顶板厚 16mm 底板厚 10mm 腹板厚 14mm 南溪长江大桥 3 顶板 U 形加劲肋 厚 8mm 上口宽 300mm 下口宽 170mm 高 280mm 标准间距 600mm 底板 U 形加劲肋 厚 6mm 上口宽 240mm 下口宽 500mm 高 260mm 标准间距 1000mm 加劲扁钢 厚 10mm 高 150mm 横隔板标准间距 3.2m 吊点横隔板厚 10mm、12mm 非吊点桁架隔板钢管 203x12mm 3、塔柱构造（1）索塔是由塔柱、横梁组成的门式框架结构。塔柱为普通钢筋砼结构，横梁为预应力砼结构。索塔有两个塔柱和二道横梁。柱身为钢筋砼空心箱型截面，上、下二道横梁为

9、预应力空心箱型截面。（2）每个塔柱横桥向尺寸全宽均为 5m，顺桥向尺寸由塔顶的 6.5m 直线变化到塔柱底的 8.0（北塔 7.871）m。上塔柱壁厚为 0.6m，下塔柱壁厚为0.8m。（3）上横梁宽 4.5m、高 4.0m，壁厚 0.6m；下横梁宽 6.5m、高 5.0m，壁厚 0.6m。二道横梁的预应力锚头均埋于塔身内，用混凝土加封。上、下横梁各设 28、48 束预应力钢束，每束系参照 M1515 选型。4、承台桩基 承台尺寸为 15.515.55.5 米，桩基直径 250cm，每处承台下设 9 根。南溪长江大桥 4 2.32.3 材料类型材料类型 主缆采用1670级镀锌钢丝，吊索采用16

10、70级平行钢丝索；钢箱梁构件均采用低合金高强度结构钢Q345C；塔柱、横梁、支座垫石均采用C50混凝土。材料参数表 名称 弹性模量 泊松比 线膨胀系数 容重（KN/m3）主缆 1.95E+08 0.3 1.20E-05 8.08E+01 边缆 1.95E+08 0.3 1.20E-05 8.08E+01 吊索 2.00E+08 0.3 1.20E-05 7.85E+01 主梁 2.06E+08 0.3 1.20E-05 1.00E+02 承台桩基 C30 3.00E+07 0.2 5.56E-06 2.60E+01 中央扣 2.06E+08 0.3 1.20E-05 7.85E+01 主梁刚臂

11、 2.06E+11 0.3 0.00E+00 0.00E+00 散索鞍 2.06E+08 0.3 1.20E-05 2.21E+01 塔 C50 3.45E+07 0.2 5.56E-06 2.60E+01 注：施工监控时上述弹性模量数据应根据实测数据修正。2.42.4 截面特性截面特性 截面特性表 名称 Area Asy Asz Ixx Iyy Izz 主缆 0.2257 0.2031 0.2031 0.0081 0.0041 0.0041 边缆 0.2309 0.2078 0.2078 0.0085 0.0042 0.0042 吊杆 0.0028 0.0025 0.0025 0 0 0 端

12、吊杆 0.0049 0.0044 0.0044 0 0 0 主梁 1.2023 0.914 0.0252 7 1.8995 87.52 中央扣 0.0733 0.04 0.028 0 0.0061 0.0014 主梁刚臂 100 100 100 1000 100000 100000 散索鞍 10.6 3.3333 3.3333 10 10 10 南溪长江大桥 5 下塔柱 17.368 11.928 8 115.1555 58.4792 115.7668 上塔柱 12.36 7.8 6 78.5151 43.4732 67.2827 塔下横梁 11.34 6.69 4.65 59.9785 38

13、.2133 44.9031 塔上横梁 8.94 5.49 3.45 28.9032 18.2683 22.4231 承台 240.25 200.2083 200.2083 8116.884 4810.005 4810.005 桩基 4.9087 4.4179 4.4179 3.835 1.9175 1.9175 承台系梁 50 41.6667 41.6667 286.1003 104.1667 416.6667 2.52.5 恒载恒载数据数据 材料容重计算取值：钢材容重 78.5KN/m3，钢筋混凝土容重 26KN/m3，桥面沥清混凝土容重 24KN/m3；主梁一主梁一期恒载：期恒载：粱段净重

14、 A B C D 一期恒载节段重量(Kg)181794.3 154456.1 124499.3 119013.8 一期恒载延米重量(Kg)12624.6 12066.9 14821.3 12397.3 桥面二期恒载：桥面二期恒载：二期恒载 沥青混凝土 其它附属设施 其它 合计 ton 3467.8 543.2 二期恒载延米重量(Kg)4229.0 662.4 4891.5 恒载合计：恒载合计：主梁一二恒合计 169.58 KN 南溪桥南溪桥 主梁转动质量惯矩主梁转动质量惯矩 项 目 单位 扭转质量 每米重量 169.6 KN/m 每节点 KN/g*m2 每米质量 17.29 KN/g/m 面积

15、 A 1.2023 m2/m 重力加速度 9.806 g 14.38 KN/g/m2/m(Ix+Iy)=8.94E+01 m4 (Ix+Iy)=1286 KN/g*m2/m 2572 南溪长江大桥 6 主缆和边缆主缆和边缆重量参数表重量参数表 项目 钢丝面积 钢丝重量 防护重量 合计 容重 m2 kg/m kg/m kg/m kN/m3 主缆 0.225711251 1771.833317 53 1824.833317 80.848 边缆 0.230900015 1812.565118 53 1865.565118 80.795 注：主缆附加荷载包括检修道 20 kg/m 和主缆缠丝等所有防护

16、材料 53 kg/m。2.62.6 汽车和人群汽车和人群活载活载 汽车荷载汽车荷载：公路-I 级六车道汽车荷载（活载集度按qK=10.5kN/m；PK=360kN）多车道折减系数：6 车道横向折减 0.55，纵向折减系数：0.94 人群荷载人群荷载：2.5KN/m2 制制 动动 力力：按照规范 JTG D62 2004 加载长度的车道荷载标准值的 10，共计入 3 个车道，即 820*10.5*0.2=1722KN，制动力加载在桥面。2.72.7 体系温差及局部温差体系温差及局部温差 按照 JTG D60 2004 规范取值。体系设计基准温度取 20 钢结构：正温差 46-20=26，负温差-

17、9-20=-29 砼结构：正温差 34-20=14，负温差-3-20=-23 局部温差：本计算的温度分布模式公式，采用xcxeAxT0)(，其中 A0 参照重庆地区取值为 19考虑，xc的取值为 9。2.82.8 风荷载风荷载 宜宾市 1/100 基本风速为 24.3m/s，基本风压为 0.35 KN/m2 加劲梁处设计基准风速(60 米):Vd=24.3x(60/10)0.16=32.37m/s 静阵风风速:Vg=GvxVz=1.23x32.37=39.82m/s 主梁上的静风荷载:FH=1/2x xVG2xCHxH=1/2x1.25x39.822x（1.3x0.7）南溪长江大桥 7 x3=

18、2.71KN/m 与汽车荷载同时组合的风载：桥面高度处风速 VZ=25m/s 静阵风风速:Vg=GvxVz=1.23x25=30.75m/s 主梁上的静风荷载:FH=1/2x xVG2xCHxH=1/2x1.25x30.752x（1.3x0.7）x3=1.61KN/m 桥面系的静风荷载：桥塔 65%高度处设计基准风速（90 米）：Vd=24.3x(90/10)0.16=34.54m/s 静阵风风速:Vg=GvxVz=1.35x34.54=46.63m/s 横桥风 桥塔阻力系数：CH=2.2(t/b=5/7 取 2/3,高宽比取上部结构架设后取 40)桥塔上静风荷载：FH=1/2*VG2*CH*

19、An=1/2*1.25*46.6322*2.2*（7x140）=2930KN，相当于 20.92KN/m(单柱)顺桥风 桥塔阻力系数：CH=1.7(t/b=7/5 取 3/2,高宽比取上部结构架设后取 40)桥塔上静风荷载：FH=1/2*VG2*CH*An=1/2*1.25*46.6322*1.7*（5x140）=1617KN，相当于 11.55KN/m(单柱)主缆上风荷载：主缆计算高度，（1/3x410 x82x2）/820+4+60=91.3m 主缆处设计基准风速(91.3 米):Vd=24.3x(91.3/10)0.16=34.62m/s 静阵风风速:Vg=GvxVz=1.23x34.6

20、2=42.58m/s 主 缆 上 静 风 荷 载：FH=1/2x xVG2xCHxAn=1/2x1.25x42.582x0.7x（0.606x1.0）=0.481KN/m(每缆)吊索上静风荷载：FH=1/2x xVG2xCHxAn=1/2x1.25x42.582x0.7x（0.075x1.0）=0.06KN/m(每索)2.92.9 荷载组合荷载组合 荷载组合表 南溪长江大桥 8 组合 荷载 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 恒载 公路 I 人群 风（有车）风（无车）温升 温降 地震 船撞力 按照 JTGD60-2004，JTGD62-2004 规范执行。组合包括恒载效应，整体温度效应，

21、截面日照梯度温差效应，汽车制动、风荷载、地震作用等进行组合。荷载组合包括持久状况承载能力极限状态组合，持久状况正常使用极限状态组合，持久状况和短暂状况构件应力验算组合等。此外工况组合还定义了包络组合：为组合 1组合 8 的最大最小包络值。2.102.10 施工流程施工流程 下面主要描述钢箱梁的施工流程。水中节段：钢箱梁制造标准节段长为 12.8m，吊装标准节段长为 25.6m（由两个标准制造节段焊接而成）。吊装用跨缆吊机从跨中开始，首先吊装节段长 14.4m 的跨中段，然后向两边对称安装。南岸甄柄碛岸上节段：在甄柄碛上设临时栈桥，钢箱梁节段船运至桥位后利用跨缆吊机垂直起吊并荡移至栈桥上，将各梁

22、段在栈桥上纵移至相应位置，用跨缆吊机垂直起吊安装。端部靠塔梁段及合龙段：靠塔搭设临时支架，船运或栈桥上纵移来的梁段通过跨缆吊机起吊荡移至临时支架上安装。索塔施工时采用主鞍向岸预偏并用千斤顶顶推复位的施工方案，由塔顶顶面和预埋于塔顶的临时钢托架共同组成主鞍预偏及复位操作平台，主鞍复位后，切除钢托架。2.112.11 模型文件模型文件 南溪长江大桥 9 采用 Midas/Civil2006 软件和 BNlas 软件完成以下计算模型。南溪桥 20100112(找形 L6).mcb 南溪桥 20100112(找形 L6check).mcb 南溪桥 20100112(找形 L6 到拆).mcb 南溪桥

23、20100112(找形 L6 后续).mcb Bq20090618.mcb 南溪桥 20091203(正式稿).sgk 3.主缆和吊索主缆和吊索 采用 MIDAS 桥梁空间非线性计算软件进行有限元计算，有限元模型中主缆、吊索均作为只受拉的索单元、加劲梁作为梁单元；塔柱、塔柱横梁结构取为梁单元；结构边界约束条件是：主缆锚固点、塔柱底固结，散索鞍支撑面约束；鱼骨梁计算模型见下图。有限元模型图有限元模型图 南溪长江大桥 10 Midas模型理论IP点坐标表 直线桩号 平距 高程 0 119361.885 22.085 279.966 前锚面中心 1 119385.513 21.260 298.436

24、 散索鞍 2 119577.671 14.550 400.610 主索鞍 119987.671 14.550 318.610 跨中 3 120397.671 14.550 400.610 主索鞍 4 120574.093 20.711 306.804 散索鞍 5 120589.296 21.232 291.601 前锚面中心 主缆和吊索：单元为悬链线索单元，采用有限位移理论，较全面地考虑结构位移引起悬索桥几何非线性的影响（不仅包含了挠度理论的假设，而且考虑了恒载初始内力对主缆刚度的影响），使计算结果更接近结构的实际受力。主索鞍的模拟：采用主索鞍顶点作为主节点，主塔顶顶点作为从节点，利用主从约束

25、条件来模拟主索鞍在塔顶的移动，释放从节点的纵向位移，主索鞍与塔顶之间用水平杆单元离散，结合位移协调关系模拟索鞍在塔顶的水平调整、索鞍偏心弯距和垂直轴力的传递等主索鞍的结构行为。散索鞍的模拟：与塔顶主索鞍不同的是，散索鞍在主缆受力或温度变化时要随主缆同步移动，其形式为摆柱式，在计算模型中本文采用一个没有轴向变形和弯曲变形的梁单元连接 1，2 点，释放 2 点纵向转动约束来模拟散索鞍的铰接摆柱作用。3.13.1 吊索索力吊索索力 认为悬索桥最理想的内力状态就是恒载全部由主缆承受，加劲梁在恒载下没有整体弯矩。吊索力按照刚性支撑连续梁的方式求解。恒载状态找形的设定目标是吊索将恒载均匀传递到主缆。吊索力

26、表格 Midas 模型索力 包络组合(最大)单元 恒载状态 MV(最大)体系温升 内力-I(kN)内力-J(kN)1 1246 219 -86 1499 1477 2 1069 212 -19 1345 1327 3 1072 262 -7 1374 1357 4 1074 285 -2 1387 1371 5 1076 296 0 1394 1379 南溪长江大桥 11 6 1077 302 1 1399 1386 7 1078 305 1 1401 1389 8 1079 306 1 1402 1390 9 1080 307 1 1403 1392 10 1081 307 0 1402 1

27、392 11 1081 307 0 1402 1393 12 1082 307 0 1401 1393 13 1082 307 0 1400 1392 14 1082 307 0 1399 1392 15 1082 307 0 1398 1392 16 1082 307 0 1397 1391 17 1082 307 0 1396 1391 18 1082 307 0 1396 1391 19 1082 307 0 1395 1391 20 1082 307 0 1394 1391 21 1082 307 0 1394 1391 22 1082 307 0 1395 1392 23 1083

28、307 0 1395 1393 24 1084 308 0 1396 1394 25 1085 308 0 1397 1395 26 1086 308 0 1398 1397 27 1087 308 0 1399 1398 28 1089 309 0 1402 1401 29 1089 307 0 1402 1401 30 1093 317 0 1408 1407 31 1080 267 9 1307 1427 3.23.2 缆索系统缆索系统 主缆无应力长度计算：由成桥几何线形推算出主缆各索股的几何长度计算出恒载产生的各索股弹性伸长两者之差即为主缆各索股的无应力长度根据索鞍曲率、散索鞍三维扩散

29、长度、套筒锚固长度及考虑调整长度等主缆各索股的无应力下料长度。主梁系统的核对情况：Midas 和 BNLAS 两程序采用相同的计算数据，其主缆线形差别在 02mm 以内，索股无应力长度差别在 30 万分之一以内。主缆和吊索系统的计算成果见后面附录附录部分。部分。3.33.3 主缆主缆和吊索验算和吊索验算 南溪长江大桥 12 主缆内力表主缆内力表 单元 阶段 内力-I(kN)内力-J(kN)备注 201 恒载状态 117729 118073 南岸锚跨 202 恒载状态 120482 120526 南岸边跨散索鞍处 218 恒载状态 122403 122429 南岸边跨主索鞍处 219 恒载状态

30、115341 115322 南岸主跨主索鞍处 251 恒载状态 107177 107176 主跨跨中 284 恒载状态 115322 115341 北岸主跨主索鞍处 285 恒载状态 122346 122320 北岸边跨主索鞍处 299 恒载状态 120691 120558 北岸边跨散索鞍处 300 恒载状态 114493 114210 北岸锚跨 201 MV(全部)19104 19104 南岸锚跨 202 MV(全部)19318 19318 南岸边跨散索鞍处 218 MV(全部)19317 19317 南岸边跨主索鞍处 219 MV(全部)18983 18983 南岸主跨主索鞍处 251 M

31、V(全部)17490 17490 主跨跨中 284 MV(全部)18994 18994 北岸主跨主索鞍处 285 MV(全部)19276 19276 北岸边跨主索鞍处 299 MV(全部)19277 19277 北岸边跨散索鞍处 300 MV(全部)18522 18522 北岸锚跨 201 组合 6(全部)138830 139174 南岸锚跨 202 组合 6(全部)141889 141933 南岸边跨散索鞍处 218 组合 6(全部)143807 143833 南岸边跨主索鞍处 219 组合 6(全部)135468 135449 南岸主跨主索鞍处 251 组合 6(全部)125795 125

32、793 主跨跨中 284 组合 6(全部)135469 135488 北岸主跨主索鞍处 285 组合 6(全部)142885 142860 北岸边跨主索鞍处 299 组合 6(全部)141233 141100 北岸边跨散索鞍处 300 组合 6(全部)134157 133874 北岸锚跨 南溪长江大桥 13 主缆验算表 主缆规格 面积 安全系数 备注 89 股 127d5.1 0.2309 2.73 南岸锚跨 89 股 127d5.1 0.2309 2.68 南岸边跨散索鞍处 89 股 127d5.1 0.2309 2.64 南岸边跨主索鞍处 87 股 127d5.1 0.2257 2.74

33、南岸主跨主索鞍处 87 股 127d5.1 0.2257 2.95 主跨跨中 87 股 127d5.1 0.2257 2.74 北岸主跨主索鞍处 89 股 127d5.1 0.2309 2.66 北岸边跨主索鞍处 89 股 127d5.1 0.2309 2.69 北岸边跨散索鞍处 89 股 127d5.1 0.2309 2.84 北岸锚跨 大缆安全系数 Min 2.64 吊索验算表 吊索 端吊索 一般吊索 吊索间距（m）12.8 12.8 一根吊索 荷载（kN）1583 1400 一般吊索面积，安全系数取为 3.5 0.003318 0.002934 7 高强钢丝面积（m2）3.85E-05

34、3.85E-05 一根吊索 钢丝根数 86.20779 76.24189 一根吊索 钢丝根数 87 77 设计规格 钢丝根数 127 73 吊索设计直径（mm）63 48 吊杆采用面积 0.004888 0.002809 吊杆安全系数验算 5.16 3.35 南溪长江大桥 14 4.运营运营荷载效应荷载效应 4.14.1 移动荷载移动荷载效应效应 主要构件活载内力最值 吊索力 加劲梁弯矩 塔根弯矩 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 320 211 65284-42882 64613-64976 主缆活载内力最值 单元 荷载 内力-I(kN)备注 201 MV(全部)19104 南

35、岸锚跨 202 MV(全部)19318 南岸边跨散索鞍处 218 MV(全部)19317 南岸边跨主索鞍处 219 MV(全部)18983 南岸主跨主索鞍处 251 MV(全部)17490 主跨跨中 284 MV(全部)18994 北岸主跨主索鞍处 285 MV(全部)19276 北岸边跨主索鞍处 299 MV(全部)19277 北岸边跨散索鞍处 主要构件活载位移最值 加劲梁竖向位移 南岸塔塔顶绝对塔偏 北岸塔塔顶绝对塔偏 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 1.215-2.151 0.126 0 0-0.111 南溪长江大桥 15 活载吊索力 主梁活载位移包络图-2.500-2.

36、000-1.500-1.000-0.5000.0000.5001.0001.500119580119680119780119880119980120080120180120280120380 主梁活载弯矩包络图 南溪长江大桥 16 主梁活载剪力包络图 4.24.2 体系体系温差温差效应效应 系统温升吊索力变化-8534KN 系统温降吊索力变化-3781KN 系统温升加劲梁竖向位移-0.72m 系统温降加劲梁竖向位移 0.79m 系统温升主塔水平位移 0.072m 系统温降主塔水平位移 0.075m 系统温升主缆变形-0.72m 系统温降主缆变形 0.79m 4.34.3 阵阵风荷载风荷载效应效

37、应 南溪长江大桥 17 风荷载作用下主缆加劲梁横向位移图 风荷载作用下桥面横向弯矩图 4.44.4 索塔索塔荷载荷载 主缆传递到索塔的荷载效应 号 荷载 节点 轴向(kN)剪力-y(kN)剪 力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯 矩-z(kN*m)1 恒载状态 2-101692 3742 0 0 0 0 索鞍 530-101692 3742 0 0 0 0 索鞍 2 恒载状态 132-101692-3742 0 0 0 0 索鞍 580-101692-3742 0 0 0 0 索鞍 5 恒载状态 2 0 0-3 0 0 0 索鞍 530 0 0-3 0 0 0 索鞍 6 恒载状

38、态 132 0 0-3 0 0 0 索鞍 580 0 0-3 0 0 0 索鞍 9 恒载状态 596-458 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 604-458 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 南溪长江大桥 18 10 恒载状态 592-458 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 603-458 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 1 MV(全部)2-16365 594 0 0 0 0 索鞍 530-16365 594 0 0 0 0 索鞍 2 MV(全部)132-16365-594 0 0 0 0 索鞍 580-16365-594 0 0 0 0 索鞍 5 MV(

39、全部)2 0 0-1113 0 0 0 索鞍 530 0 0-1113 0 0 0 索鞍 6 MV(全部)132 0 0-1113 0 0 0 索鞍 580 0 0-1113 0 0 0 索鞍 9 MV(全部)596-2623 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 604-2623 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 10 MV(全部)592-2623 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 603-2623 0 0 0 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 1 阵风荷载(无车)2-511-208 0 索鞍 530-511-208 0 索鞍 2 阵风荷载(无车)132-322-263 0

40、索鞍 580-322-263 0 索鞍 5 阵风荷载(无车)2 0 0 885 索鞍 530 0 0 885 索鞍 6 阵风荷载(无车)132 0 0 697 索鞍 580 0 0 697 索鞍 1 阵风荷载(有车)2-258-133 0 索鞍 530-258-133 0 索鞍 2 阵风荷载(有车)132-159-161 0 索鞍 580-159-161 0 索鞍 5 阵风荷载(有车)2 0 0 445 索鞍 530 0 0 445 索鞍 6 阵风荷载(有车)132 0 0 346 索鞍 580 0 0 346 索鞍 1 体系温升 2 777-45 0 索鞍 530 777-45 0 索鞍 2

41、 体系温升 132 777 45 0 索鞍 580 777 45 0 索鞍 5 体系温升 2 0 0-193 索鞍 530 0 0-193 索鞍 6 体系温升 132 0 0-193 索鞍 580 0 0-193 索鞍 9 体系温升 596-108 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 604-108 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 南溪长江大桥 19 10 体系温升 592-108 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 603-108 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 1 体系温降 2-846 51 0 索鞍 530-846 51 0 索鞍 2 体系温降 132-846-51 0 索鞍 580-846-51 0

42、索鞍 5 体系温降 2 0 0 207 索鞍 530 0 0 207 索鞍 6 体系温降 132 0 0 207 索鞍 580 0 0 207 索鞍 9 体系温降 596 106 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 604 106 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 10 体系温降 592 106 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 603 106 0 0 索塔横梁主桥竖向支座 13 阵风荷载(无车)594 0-982 0 0 0 0 索塔横梁主桥抗风支座 1201 0-982 0 0 0 0 索塔横梁主桥抗风支座 13 阵风荷载(有车)594 0-580 0 0 0 0 索塔横梁主桥抗风支座 1201 0-5

43、80 0 0 0 0 索塔横梁主桥抗风支座 4.54.5 主主梁梁应力应力 主梁第主梁第一一体系应力体系应力 加劲梁应力表 加劲梁应力计算表 第一体系第一体系 第一体系第一体系 位置 加劲梁上缘正应力（MPa）加劲梁下缘正应力（MPa）最大 最小 最大 最小 主桥钢箱梁 42-58 78-55 主梁第二体系应力主梁第二体系应力 横隔板间距采用 3.2 米，采用板壳元模拟计算。【1】按跨中最不利荷载加载 南溪长江大桥 20 U 肋 上 缘 U 肋 下 缘 最大应力部位 横隔板 最大位移 4.61MM 5.04MM 4.2mm 最大正应力-63.33MPa-27.89MPa 最大主拉应力 65.3

44、5MPa 149.8MPa 最大主压应力 -57.3MPa -162.345MPa 最大等效应力 65.6MPa 140.151MPa 【2】按支点最不利荷载加载 U 肋上缘 U 肋下缘 最大应力部位 横隔板 最大位移 4.81MM 5.27MM 4.28mm 最大正应力-40.3MPa 28.6MPa-17.02MPa 14.72MPa 最大主拉应力 51.9MPa 148.1MPa 最大主压应力-48.6MPa-163MPa 最大等效应力 57.3MPa 141.1MPa 【3】正应力组合结果正应力组合结果 （1）跨中位置最不利布载：跨中面板（U 肋上缘）最不利荷载组合为：=-58-63.

45、33 -121 MPa 跨中 U 肋下缘最不利荷载组合为 ：=-58-27.89 -86 MPa（2）支点位置最不利布载：支点面板（U 肋上缘）最不利荷载组合为：=42+28.6 71 MPa 支点 U 肋下缘最不利荷载组合为 ：=42+14.7 57 MPa 4.64.6 支座力支座力 南溪长江大桥 21 支座示意图 注：9 号和 10 号为竖向支座，13 号为横向支座。支座反力表 号 荷载 节点 轴向(kN)剪力-y(kN)9 阵风荷载(无车)596 44.64 0 604 44.64 0 10 阵风荷载(无车)592-45.46 0 603-45.46 0 13 阵风荷载(无车)594

46、0-981.9 1201 0-981.9 9 阵风荷载(有车)596 29.14 0 604 29.14 0 10 阵风荷载(有车)592-29.54 0 603-29.54 0 13 阵风荷载(有车)594 0-579.68 1201 0-579.68 9 体系温升 596-107.92 0 604-107.92 0 10 体系温升 592-107.87 0 603-107.87 0 13 体系温升 594 0 0 1201 0 0 9 体系温降 596 106.11 0 604 106.11 0 10 体系温降 592 106.09 0 603 106.09 0 13 体系温降 594 0

47、 0 1201 0 0 9 MV(最大)596 1855.04 0 604 1855.04 0 10 MV(最大)592 1855.14 0 603 1855.14 0 南溪长江大桥 22 13 MV(最大)594 0 50.14 1201 0 50.14 9 MV(最小)596-2623.27 0 604-2623.27 0 10 MV(最小)592-2623.14 0 603-2623.14 0 13 MV(最小)594 0-50.14 1201 0-50.14 9 恒载状态 596-457.94 0 604-457.94 0 10 恒载状态 592-457.9 0 603-457.9 0

48、 13 恒载状态 594 0 0 1201 0 0 9 反应谱地震力 E1 596 574.32 0 604 574.32 0 10 反应谱地震力 E1 592 575.97 0 603 575.97 0 13 反应谱地震力 E1 594 0 2315.84 1201 0 2315.84 9 反应谱地震力 E2 596 1018.8 0 604 1018.8 0 10 反应谱地震力 E2 592 1021.72 0 603 1021.72 0 13 反应谱地震力 E2 594 0 4108.1 1201 0 4108.1 9 包络组合(最大)596 1532.35 0 604 1532.35

49、0 10 包络组合(最大)592 1503.33 0 603 1503.33 0 13 包络组合(最大)594 0 50.14 1201 0 50.14 9 包络组合(最小)596-3189.12 0 604-3189.12 0 10 包络组合(最小)592-3218.46 0 603-3218.46 0 13 包络组合(最小)594 0-981.9 1201 0-981.9 水平支座最大反力 4108.1 竖向支座最小反力 -3218.46 南溪长江大桥 23 4.74.7 梁端位移梁端位移 梁端部位移表 节点 荷载 DX(m)DY(m)DZ(m)RX(rad)RY(rad)RZ(rad)1

50、201 MV(最大)0.335373 0.000644 0 0.000054 0.018022 0.000077 1201 MV(最小)-0.323289-0.000644-0.001998-0.000054-0.01153-0.000077 1201 P502%_X(RS)0.132476 0.00042 0.000572 0.000008 0.003808 0.000016 1201 包络组合(最大)0.47206 0.035899 0.004319 0.000184 0.021527 0.002773 1201 包络组合(最小)-0.443042-0.000644-0.009086-0.