斜拉桥成桥阶段与正装施工阶段分析
输入边界条件
分析模型的边界条件如下。
? 主塔下端 : 固定端 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)
? 桥台下端 : 铰支座 ( Dy, Dz, Rx, Rz) 输入主塔和桥台处边界条件。
自动对齐
模型 / 边界条件 / 一般支承
窗口选择 (节点 : 图12的①；节点22, 23) 边界组名称 > 默认值
选项 > 添加 ; 支承类型 > D-ALL , R-ALL ?
窗口选择 (节点 : 图12的②；节点1, 21) 边界组名称 > 默认值
选项 > 添加 ; 支承类型 > Dy, Dz, Rx, Rz ?
图12. 输入边界条件
②
②
①
①
斜拉桥成桥阶段与正装施工阶段分析
索初拉力计算
为了改善斜拉桥成桥阶段的加劲梁、主塔、拉索、支座的受力状态，给拉索施加初拉力荷载，使之与恒荷载平衡。
斜拉桥是多次超静定结构体系，所以计算拉索初拉力需要多次的反复计算。另外，对于每跟拉索的张力并不是只有一个解，对同一个斜拉桥不同的设计者可以选择不同的拉索初拉力。
MIDAS/Civil的未知荷载系数功能使用了索力优化法则，可以计算出特定约束条
件的最佳荷载系数，在计算斜拉桥拉索初拉力非常有效。
使用未知荷载系数 功能计算斜拉桥拉索初拉力的计算步骤如表3。
表 3. 拉索初拉力计算步骤流程图
步骤6. 查看分析结果以及索初拉力 步骤5. 使用未知荷载系数 功能计算未知荷载系数 步骤4. 建立恒荷载和单位荷载的荷载组合 步骤3. 输入恒荷载和单位荷载 步骤2. 定义主梁恒荷载和拉索的单位荷载的荷载工况 步骤1. 建立斜拉桥模型
斜拉桥成桥阶段与正装施工阶段分析
初始平衡状态分析
为了使斜拉桥结构在恒载作用下拉索垂度、加劲梁纵段变形、拉索锚固点坐标、拉索张力、主塔坐标达到设计期望值，通过初始平衡状态分析计算初始节点坐标、拉索变形前长度、拉索初始张拉力。
斜拉桥设计时，最重要的是如何使加劲梁和主塔的弯曲内力达到最小状态。通过初始平衡状态分析可以使恒载作用下成桥阶段变形形状接近于设计期望状态时，内力也会达到最小状态。对于斜拉桥分析，初始平衡状态分析非常重要,且初始平衡状态分析能够计算出变形前拉索长度、追踪拉索张力、加劲梁和主塔的预拱度、加劲梁的弯矩图等设计参数。
斜拉桥的特殊结构体系决定了主塔和加劲梁上将产生很大的轴力，这些轴力和拉索的张力决定结构的变形形状。为了确定拉索的初始张力，桥轴方向的变形和拉索的张力要反映到结构分析计算中。但斜拉桥是多次超静定结构体系，计算拉索初拉力需要多次的反复计算，所以计算出满足初始状态分析的施工控制张力不是简单的事情。另外，对于每跟拉索的张力并不是只有一个解，对同一个斜拉桥不同的设计者可以计算出不同的拉索初拉力。
指定受力状态的索力优化 (Traditional \
目前一般的斜拉桥都会使用多拉索结构，所以拉索的横向分力对加劲梁的弯曲内力的影响可忽略不计。可以假设加劲梁弯曲内力由斜拉索竖向分力和加劲梁恒载作用下产生。此方法为使拉索的锚固点的竖向位移接近“0”的方法，如果设计纵段线形比较完美时，加劲梁的弯矩分布与恒载作用下的刚性支承连续梁的状态比较接近。
将梁、索交点处设以刚性支承进行分析，计算出各支点反力，利用索力的竖向分力与刚性支点反力相等的条件，计算其索力。只要加劲梁处斜拉索端部张力的竖向分力被确定，就不难计算出其水平分力和另一端的水平、竖向分力了。
利用计算得出的各分力，施加在没有拉索体系的结构上计算出加劲梁和主塔的弯矩分布情况。以此弯矩分布为目标，进行反复调索。反复调索步骤如下：
① 约束主塔的水平方向位移，张拉跨中拉索使跨中的加劲梁达到“0”位移状态。 ② 解除主塔的水平方向位移，张拉边跨斜拉索使边跨加劲梁和主塔达到“0”位移状态。
上述方法如图13所示。此方法假设结构变形为线性变形，使用影响矩阵来进行计算。最终纵段线形接近期望状态时，加劲梁弯矩分布就会与刚性支承连续梁的状态非常接近。
斜拉桥成桥阶段与正装施工阶段分析
(a) 恒荷载作用下的变形(调索前)
(b) 固定主塔横向位移，恒荷载作用下的变形 (调索前)
(c) 跨中调索
(d) 解除主塔水平方向约束
(e) 边跨调索
图 13. 初始平衡状态分析步骤
斜拉桥成桥阶段与正装施工阶段分析
利用MIDAS/Civil的未知荷载系数功能计算拉索初拉力
给斜拉桥的拉索施加初拉力，使之加劲梁产生的弯矩趋于最小，用这种法法来设计出更大跨经桥梁。但是计算初始张力并不是简单的事情，过去设计人员一般都是采用经验值来计算初拉力。
目前虽然计算斜拉桥拉索初拉力的方法很多，但是能够计算出满足设计条件的初拉力非常困难。
利用MIDAS/Civil优化索力功能，可以计算出最小误差范围内的能够满足特定约束条件的最佳荷载系数，利用这些荷载系数计算拉索初拉力。
优化索力时指定位移、反力、内力的“0”值以及最大最小值作为控制条件，把拉索初拉力作为变量来计算。
计算未知荷载系数适用于线性结构体系，为了计算出最佳的索力，必须要输入适当的控制条件。
一般要满足如下控制条件：
① 主塔不受或只受较小的弯矩作用 ； ② 主塔弯矩均匀分布 ；
③ 最终索力不集中在几根拉索，而是均匀分布在每根拉索上。
midas斜拉桥建模
