自錨式懸索橋主纜線形及吊索張拉方案研究.pdf

1、自錨式懸索橋是在地錨式懸索橋的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，它省去了地錨式懸索橋巨大的錨錠，直接將主纜錨固在加勁梁上，考慮到結(jié)構(gòu)受力以及施工等的因素，自錨式懸索橋的跨徑一般不大，但是由于其橋型布置的靈活性以及獨(dú)特的外形，近些年成為了城市橋梁中一種具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的橋型。
　　雖然自錨式懸索橋的研究早在19世紀(jì)就已經(jīng)開(kāi)始，但是我國(guó)直到21世紀(jì)才開(kāi)始修建，且大多數(shù)為三跨自錨式懸索橋，獨(dú)塔自錨式懸索橋的建造則相對(duì)較少。本文結(jié)合北京潮白河非對(duì)稱獨(dú)塔自錨

2、式懸索橋，對(duì)自錨式懸索橋的主纜線形以及吊索張拉進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的探討和分析:
　　①對(duì)自錨式懸索橋主纜線形的求解方法進(jìn)行歸納總結(jié)，推導(dǎo)了拋物線和懸鏈線主纜的線形求解公式，同時(shí)結(jié)合笛卡爾坐標(biāo)系，推導(dǎo)了基于拉格朗日坐標(biāo)系求解自錨式懸索橋主纜線形的公式，并根據(jù)推導(dǎo)的公式編寫了能夠求解自錨式懸索橋成橋線形以及施工過(guò)程中主纜線形的圖形交互程序。
　?、谟梢粋€(gè)兩端等高的簡(jiǎn)支（固結(jié)）索，通過(guò)對(duì)比分析均布荷載作用下考慮抗彎剛度索的線形解析

3、式與柔性索的線形解析式兩者之間的差異得出，考慮抗彎剛度索的線形解析表達(dá)式比柔性索多出了一個(gè)與線形影響系數(shù)(γ)有關(guān)的多項(xiàng)式。通過(guò)分析線形影響系數(shù)分別趨于0以及無(wú)窮得出，當(dāng)γ趨于無(wú)窮時(shí)，具有剛度的索退化為柔性索，當(dāng)γ趨于0時(shí)，主纜表現(xiàn)為梁的變形特性。
　?、垡员本┏卑缀臃菍?duì)稱獨(dú)塔自錨式懸索橋?yàn)槔謩e用梁?jiǎn)卧紤]主纜抗彎剛度）、索單元（不計(jì)主纜抗彎剛度）來(lái)模擬自錨式懸索橋的主纜，通過(guò)有限元模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)，隨著吊索張拉的進(jìn)行，兩個(gè)主纜

4、之間的豎向位移差在減小，（由2的分析知主纜水平分力的增加使得主纜抗彎剛度特性退化）且索梁的位移差異主要表現(xiàn)在未張拉吊索處，成橋后位移差異可以忽略。
　?、苁紫韧ㄟ^(guò)對(duì)獨(dú)塔自錨式懸索橋三種吊索張拉方案的分析對(duì)比得出，獨(dú)塔自錨式懸索橋適合對(duì)稱張拉，且以無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)和張拉力共同控制吊索張拉能確保安全并提高效率，然后探討了一種以無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)作為控制因素一次張拉吊索的方法，該方法可行但會(huì)略微犧牲吊索安全系數(shù)，最后討論了基于影響矩陣調(diào)整成橋索力的方