摘 要

自锚式悬索桥有别于地锚式悬索桥，乃是将主缆直接锚固于主梁的一种桥梁，这样无需庞大的锚定结构，还降低了工程造价，综合效益较好。近些年的应用也较多。而自锚式悬索桥主缆矢跨比是该类桥总体设计中最重要的参数，通常在1/9-1/11之间。

本文结合某自锚式悬索桥桥梁设计，深入了解并熟悉其有关设计文件，通过Midas Civli建立其结构分析模型，并以该模型为参考对象，，通过修改矢跨比参数分别为1/3.85、1/4.02、1/4.17将桥型分为三种情况，并对这三种情况分别进行了分析比较，以此得出结论。

研究结果表明：矢跨比越小，主缆拉力则会越大，重力刚度也会随之增大，梁端挠度则会随矢跨比减小而减少，但工程造价会提高，而大的矢跨比则正好相反。因此如何选取合适的主缆矢跨比，对自锚式悬索桥总体设计至关重要。拟从主缆矢跨比设计参数上开展数值模拟探讨，以期得到有益的启发，对今后设计提供参考作用。

关键词：自锚式悬索桥；数值模拟；静力特性；矢跨比

Abstract

The self anchored suspension bridge is different from the ground anchored suspension bridge. It is a kind of bridge where the main cable is directly anchored to the main beam. In this way, there is no need for a huge anchoring structure, and the project cost is reduced.In recent years,the implication is also more and more.The Self-anchored suspension bridge ratio is the most important parameter in the overall design of such bridges, usually between 1/ 9 and 1/11.

In this paper, according to the design of a Self-anchored Suspension Bridge Bridge, the author has a deep understanding and familiarity with the design documents of the bridge, and establishes a structural analysis model by Midas Civli, and takes the model as the reference object, by modifying the rise-span ratio parameters to be 1/ 3.85,1 / 4.02 and 1 /4.17 respectively, the bridge type is divided into three cases, and these three cases are analyzed and compared respectively.

The results show that the smaller the rise-to-span ratio, the greater the main cable tension, the greater the gravity stiffness, the lower the deflection under live load, but the engineering cost will increase, while the larger the rise -to-span ratio is just the opposite. Therefore, how to select the appropriate ratio of the main cable to the span is very important to the overall design of the Self- anchored suspension bridge.It is proposed to carry out the numerical simulation on the design parameters of the rise-span ratio of the main cable in order to get useful inspiration and provide reference for the future design.

Key Words：self-anchored suspension bridge；numerical simulation；static characteristics；rise-span ratio

目录

第1章 绪论 3

1.1简介 3

1.2发展现状 3

1.2.1国外发展现状 3

1.2.2国内发展现状 5

1.3目的及意义 7

第2章桥梁设计基本资料 8

2.1 自锚式悬索桥受力特性 8

2.2自锚式悬索桥常见设计 8

2.3桥梁工程概况 8

2.3.1工程位置、规模和范围 8

2.3.2工程场地自然条件 9

2.3.3现况道路、建筑物与其周边环境 10

2.4设计技术标准与主要设计参数 10

2.5建筑材料 11

2.5.1混凝土 11

2.5.2钢筋 12

2.5.3钢材 13

2.6桥梁设计 13

2.6.1桥梁横断面布置 13

2.6.2主桥结构设计 14

2.6.3结构布置 14

2.6.4结构体系 14

2.6.5索塔及基础设计 14

2.6.6加劲梁 15

2.6.7主缆设计 15

2.6.8吊索及索夹设计 16

2.6.9主索鞍设计 16

2.6.10主缆锚固体系 16

2.6.11引桥结构设计 16

2.6.12人行天桥 17

第3章桥梁模型建立 18

3.1 Midas Civil简介 18

3.2定义材料特性 18

3.3定义截面特性值 18

3.4悬索桥建模助手 19

3.5桥梁总体模型 19

3.6施加荷载 20

3.7运行分析 21

第4章数值分析 23

第5章结论 25

参考文献 26

致谢 27

第1章 绪论

1.1简介

自锚式悬索桥是将主缆直接锚固在加劲梁的梁端上，通过主梁来承受主缆在其端部的水平与竖向分力的一种悬索桥体系。自锚式悬索桥与地锚式悬索桥有一定差异，特别是在结构体系转换与受力性能上，其中最大的区别便是自锚式悬索桥无需庞大的锚定结构或重力式地锚，所有的主缆分力都由加劲梁直接承担，因此对于加劲梁强度有一定的要求。

由于悬索桥具有用料节省且自重较其它桥梁更为轻便，并能够充分利用各种材料的强度等特点，因此在各种桥梁体系中，自锚式悬索桥的跨越能力是最强的。不仅如此，相较于传统的桥梁，自锚式悬索桥对于各种地形地质拥有着更强的适应能力，而且造型也更加美观，因此受到了工程界的青睐，被广泛用于各个城区的地标性桥梁建筑中。