斜拉索无应力索长的实用迭代算法

斜拉索无应力索长是斜拉桥施工和设计中的关键参数之一。目前常用的悬链线算法虽然可以精确计算出拉索无应力索长,但计算过程繁琐,不便于工程上应用。笔者基于悬链线理论,通过建立索端水平分力与拉索无应力长度之间的关系,提出以水平分力为迭代控制参数求解拉索无应力索长的实用迭代算法。将该法运用于在建黄舣长江大桥无应力索长计算,并与常用悬链线算法进行对比,对比计算结果表明:该法具有收敛速度快,精度高且计算简便的特点,便于实际工程的应用。     

斜拉桥无应力索长实用迭代算法

通过选取合理的斜拉索参数,分析了基于抛物线理论、非弹性悬链线理论和弹性悬链线理论计算无应力索长的精确度;同时给出了基于牛顿迭代法求解弹性悬链线理论非线性方程组的详细步骤,得到了较高精度的无应力索长。该方法操作简单,计算精度高,能为设计人员计算精确拉索参数提供有效便捷的手段。     

平行钢绞线斜拉索每股钢绞线安装索力的计算

该文首先基于悬链线理论得到了在给定整束索索力的条件下,无应力索长的计算公式;其次,引入无应力状态法理论,以钢绞线无应力长度为目标,通过迭代计算解决了在已知每股钢绞线无应力长度的条件下,主塔两侧斜拉索的各股绞线的安装索力确定问题,采用Fortran语言编制了该算法的程序;最后,将该方法运用于南宁市五象大桥中,对其边、中跨7号斜拉索A7、J7的各股钢绞线的安装索力进行了求解,结果表明:该方法可靠,可为该类型的拉索施工提供理论指导。     

基于悬链线的斜拉索垂度效应等效弹性模量计算方法

为了精确计算垂度效应引起的超长斜拉索刚度折减,基于无弹性悬链线理论和弹性悬链线理论分别建立了斜拉索等效弹性模量的数值算法和简化公式算法。利用沪通长江大桥最长斜拉索作为算例,对比分析了该文方法与传统Ernst公式的计算精度。结果表明:Ernst公式对于低应力水平的斜拉索精度不高,误差高于10%,甚至高达17%;随着应力的增大,误差逐渐减小到1%以内。该文简化公式算法误差不超过0.3%,精度高于Ernst公式。Ernst公式计算结果高于数值解,而该文简化公式计算结果略低于数值解。索受力前后线密度的变化对等效弹性模量的影响可忽略不计。     

成品柔性拉索下料长度计算

用悬链线理论推导了斜拉索无应力长度的计算公式,以绵阳市城南新区一号桥为例,结合工程实际情况准确地计算了人行桥斜拉索的下料长度,通过与实测的空间距离比较,计算所得的拉索下料长度完全可以满足精度要求。     

斜拉索无应力长度计算

对比分析了基于抛物线、悬链线理论的五种斜拉索无应力长度的计算方法,用两座有代表性的实桥算例分析了各种斜拉索无应力长度解的精度。根据计算结果给出了斜拉索无应力长度的计算建议。     

斜拉桥拉索无应力长度的算法研究

推导了用悬链线理论与抛物线理论计算斜拉桥拉索无应力长度的公式 ,以南京长江第二大桥南汊斜拉桥为例 ,分析了用悬链线与抛物线理论计算拉索无应力长度的差别。通过比较 ,认为对大跨度斜拉桥 ,用抛物线理论计算拉索无应力长度 ,完全可以满足精度要求     

斜拉桥拉索无应力长度的算法研究

推导了用悬链线理论与抛物线理论计算斜拉桥拉索无应力长度的公式,以南京长江第二大桥南汊斜拉桥为例,分析了用悬链线与抛物线理论计算拉索无应力长度的差别.通过比较,认为对大跨度斜拉桥,用抛物线理论计算拉索无应力长度,完全可以满足精度要求.     

斜拉索静力解（续）

对斜拉索的原长Ｓ０的导出结果作更正，并对斜拉索的水平距离ｘ、高差ｙ、索长Ｓ、原长Ｓ０作对比验证。证明斜拉索理论包含了悬链段理论，也包含了悬链线理论。斜拉索理论可以将这些理论统一。     

CFRP斜拉索力学特性

基于斜拉索分析的悬链线理论,以主跨1 088 m的苏通大桥的斜拉索为研究对象,对比分析高强钢丝斜拉索和CFRP斜拉索的力学特性。研究表明,由于自重的降低,尤其对长索,CFRP斜拉索的垂度和由垂度引起的刚度损失、支承效率损失大大降低。CFRP斜拉索在超大跨度斜拉索中优势明显。     

节线法在不等高三塔大跨悬索桥主缆线形分析中的应用

结合某不等高三塔大跨悬索桥,以节线法理论为基础,通过常用的Excel软件反复迭代计算其主缆的初始平衡位置以及主缆拉力,为验证该算法的可行性及工程精度,以此为基础建立Midas全桥结构有限元模型,并利用Midas悬链线索单元进行更精确的分析,得到悬索桥初始平衡位置以及主缆拉力。通过对比两种计算方法的结果可以发现,节线法这一近似计算方法能够满足工程需要,且使用方便.无需复杂的编程计算,具有一定的实用意义,可为同类型桥梁主缆线形分析提供参考。     

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法.基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解.以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的.     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法：悬链线法、抛物线法和有限元法，推导了悬链线法弹性伸长的计算公式，推导出了斜拉索精确的计算公式。结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题，运用3种方法对3根代表性的索进行了计算，分析了3种方法的优缺点。     

拉索的悬链线解答在斜拉桥调索中的应用

基于作者建立的无弹性悬链线解答,推导了拉索的无应力索原长计算公式,以及索原长与索力之间的增量关系式。算例表明,本文建立的索原长计算式是正确的;索原长与索力之间的增量关系式可应用于大跨度斜拉桥的调索计算,与常用的Ernst弹性模量修正法具有相近的精度。算例还表明,在进行调索计算时,割线模量法具有很高的精度,且公式简单,建议优先采用。     

基于激光扫描实测索形的斜拉索索力测量方法

为了解决现有的斜拉桥索力测量方法在精度、可靠性、效率等方面仍存在的不足，首次提出了一种由实测索形直接估计索力的新方法，简称索形法。采用在斜拉索上任意截取的拉索节段构建了悬链线力学模型，基于悬链线公式，首次推导了由实测索形点集精确估计拉索张力的计算公式。地面激光扫描技术被研究用于快速捕获斜拉索索形，开发了基于扫描点云自动化精确提取拉索中心线的算法。以在建的水土嘉陵江大桥为试验对象，详细分析了三维扫描测量误差、拉索截面弯曲刚度及边界条件和拉索局部弯曲变形、拉索振动等索形偏差因素及其对索力计算精度的影响。研究结果表明：已知拉索直径条件下，三维扫描实测索形误差为0.000 4~0.001 5 m之间，测量误差引起的索力计算误差在0.2%以内；拉索弯曲刚度与锚固边界条件引起的索形与标准悬链线形的偏差较小，对索力计算精度的影响可以忽略不计；当拉索自振振幅小于R/4时，三维扫描仍能精确测量拉索的索形；在多种索形偏差的叠加下，所提出的索力计算方法能够实现数值计算的最优估计。对比索形法和被精确标定的千斤顶的测试结果表明，索形法的索力测量值与千斤顶测量值吻合，最大偏差为0.9%，证明了该方法具有较高的索力测量精度；与频率法对比结果表明，所提出方法的数据采集效率提高了8倍，并且具有自动化程度高、测量风险低、测量结果可靠性强等优点。     

基于有限元方法的斜拉索线形参数计算

随着斜拉桥的跨径越来越大,斜拉索的非线性特征所引发的问题变得更加突出,精确计算斜拉索的线形成为重要研究课题。以往计算斜拉索的线形参数均是采用解析方法,现将以有限元方法为计算工具,构建可调节无应力索长的斜拉索有限元模型,通过二分法迭代,精确计算出斜拉索的线形,再提取其设计参数,并与解析计算结果作对比。结果表明用该方法计算斜拉索线形参数得到的精度较高,可以应用于斜拉桥设计。     

自锚式悬索桥主缆成桥线形计算方法

该文针对自锚式悬索桥主缆成桥线形的求解,介绍了抛物线法和分段悬链线法的原理和实际应用方法,并结合工程实例对两种方法进行了对比计算分析,同时,对影响抛物线法精度的主要参数进行了探讨。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

斜拉桥调索时索的拔出量计算精度分析

为寻找简便、精确的拉索拔出量计算方法,利用弹性悬链线精确解推导了张拉刚度和拉索沿两端点连线的轴向刚度计算式,对Ernst等效弹性模量法、割线模量法、精确等效弹性模量法等的计算原理进行了阐述。并通过算例对各种方法计算的索长拔出量进行了对比分析。分析结果表明,对成桥状态,各种方法都具有很高的精度;对施工状态,各种方法也都能满足工程中的精度要求;精度最高的3种方法依次为精确等效弹性模量法、割线摸量法和轴向刚度法,其中前2种方法的误差不超过0.6%。因此,推荐使用割线模量法和精确等效弹性模量法进行斜拉桥调索计算。