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)競爭力的橋型。
　　雖然自錨式懸索橋的研究早在19世紀(jì)就已經(jīng)開始，但是我國直到21世紀(jì)才開始修建，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較少。本文結(jié)合北京潮白河非對稱獨(dú)塔自錨

2、式懸索橋，對自錨式懸索橋的主纜線形以及吊索張拉進(jìn)行了如下幾個方面的探討和分析:
　　①對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程中主纜線形的圖形交互程序。
　?、谟梢粋€兩端等高的簡支（固結(jié)）索，通過對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與線形影響系數(shù)(γ)有關(guān)的多項式。通過分析線形影響系數(shù)分別趨于0以及無窮得出，當(dāng)γ趨于無窮時，具有剛度的索退化為柔性索，當(dāng)γ趨于0時，主纜表現(xiàn)為梁的變形特性。
　?、垡员本┏卑缀臃菍ΨQ獨(dú)塔自錨式懸索橋為例，分別用梁單元（考慮主纜抗彎剛度）、索單元（不計主纜抗彎剛度）來模擬自錨式懸索橋的主纜，通過有限元模型計算發(fā)現(xiàn)，隨著吊索張拉的進(jìn)行，兩個主纜

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^對獨(dú)塔自錨式懸索橋三種吊索張拉方案的分析對比得出，獨(dú)塔自錨式懸索橋適合對稱張拉，且以無應(yīng)力索長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應(yīng)力索長作為控制因素一次張拉吊索的方法，該方法可行但會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