自锚式悬索桥主缆成桥线形及空缆线形计算

介绍了基于分段悬链线法和抛物线法的自锚式悬索桥主缆成桥线形及空缆线形计算的原理和方法。成桥线形计算内容主要包括主缆理论成桥线形计算、主缆无应力索长计算、主缆与主索鞍切点计算及主索鞍位置计算。空缆线形计算内容主要包括索鞍偏移量计算、空缆理论线形计算及索夹安装位置计算。同时结合工程实例对比分析了抛物线法和分段悬链线法求解主缆成桥线形和空缆线形的误差影响。     

悬索桥主缆线形计算与施工控制

主缆是悬索桥的重要受力构件,精确计算其空缆线形、成桥线形、旌工过程控制和各索股无应力长度是悬索桥上部结构成败的关键。     

温度对悬索桥空缆线形的影响分析

温度对悬索桥的线形有较大的影响。在悬索桥空缆架设施工中,温度不仅改变主缆索股的长度,由此引起各跨矢高和水平力的变化,也将引起主塔的偏住。这些都将导致主缆线形的改变。分析了主缆线形温变影响,在此基础上,提供了计算主缆线形、主塔偏位和索夹位置精确计算的程序设计方法,并以万州长江二桥实例加以说明．供桥梁施工技术人员参考。     

大跨径悬索桥主缆系统施工控制计算

基于悬索桥在恒载作用下的力学特点，建立起了主缆施工控制计算的解析失代法，以此确定恒载状态下成桥线形、主缆无应力长度，并可迭代出空缆线形、主索鞍顶推预偏移量及索夹安装位置等。宜昌长江公路大桥的应用表明，该解析迭代的系统计算方法，收敛速度快、精度高，是一种有效计算方法。     

自锚式悬索桥主缆无应力长度的计算分析研究

该文基于悬链线计算分析理论,将自锚式悬索桥空缆状态,简化为受沿弧长均布的自重荷载与吊索处集中力作用的柔性索,对成都市清水河自锚式悬索桥主缆的无应力长度进行了计算分析。可为类似的桥梁设计和施工提供参考。     

悬索桥主缆架设过程分析

采用PWS法架设主缆时，基准索股的线形和锚跨索股张拉力是施工时的2个重要参数，为此，提出了2种成桥状态锚跨索股索力的分布模式，通过成桥状态的计算得到各索股精确的无应力长度，然后根据索股架设过程分析，计算基准索股的空缆线形和各索股架设时的张拉力，最后通过算例比较了基准索股线形和成缆线形的差异，并分析索股架设时各索股锚跨张拉力的变化情况。     

地锚式悬索桥结构参数计算

普遍认为悬索桥成桥几何线形为二次抛物线和分段悬链线,根据力学平衡条件以及几何变形协调条件采用分段悬链线法计算结构参数时,提出了考虑主缆自重约束方程以及在求解非线性方程组的数学方法上做了改进,计算出空缆结构参数主索鞍预偏量以及空缆索夹安装坐标。采用解析法编写程序对江阴长江大桥进行验证,应用表明本文程序在悬索桥空缆结构参数计算中稳定、准确且收敛快。     

悬链线拱桥实腹段恒重的精确解答

本文分别导出了悬链线与腹拱圆弧线交点的坐标计算、悬链线拱拱上侧墙面积及其重心计算以及计算拱上侧墙体积的精确公式,通过算例说明了现行公路设计手册《拱桥》中的有关公式在某些情况下具有不容忽视的误差。为了方便计算,笔者还利用计算机编制了计算用表可供查用。     

超大跨径悬索桥主缆刚度对成桥线形的影响

以主跨3300 m的超大跨径公铁两用悬索桥的设计方案为研究对象,根据已有文献的研究成果得出了超大跨径悬索桥主缆截面实际抗弯刚度的取值区间,分别做了考虑主缆抗弯刚度的几何非线性有限元法和完全忽略抗弯刚度的悬链线解析法的找形计算.对比分析表明:完全忽略主缆抗弯刚度对其线形和轴力的计算结果影响甚微;主缆抗弯刚度对施工控制参数...     

关于悬链线无铰拱桥的恒载内力计算述评

当圬工拱桥向大跨径发展的时候,它的拱轴线就开始采用悬链线。工程实践证明,采用悬链线拱轴是经济合理的,可靠的。但是,关于悬链线无铰拱桥的恒载内力计算却经历了一个认识、发展和完善的过程。截至目前为止,恒载内力计算方法有四种之多,现分述如下:     

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。     

基于悬索桥修正成桥线形的索夹弯曲应力分析

为较精确地分析悬索桥成桥线形下索夹对主缆弯曲次内力的影响,基于成桥状态下的分段悬链线理论,考虑索夹的套箍作用修正成桥线形,使其更接近于实际线形.修正后的成桥线形近似为各段悬链线与短直线段交替连续的混合线形.以三汉矶大桥为例,利用有限元法计算出索夹端面处主缆的主拉应力及索夹相对转角,代入WYATT公式,计算出主缆在各个索...     

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。     

悬链线型斜拉索风雨激振模型及特性分析

斜拉索长度随斜拉桥跨度增大而增长，以抛物线型近似代替实际状态下拉索线型的误差也越来越大。考虑水线与拉索表面之间存在库仑阻尼力和黏滞线性阻尼力，建立了基于悬链线型考虑面内-外耦合振动的运动水线连续弹性拉索风雨激振理论模型，并推导出以各阶模态为坐标的拉索振动微分方程。以不同参数拉索为例，对拉索与水线的耦合运动微分方程组进行数值求解，并将计算结果与基于抛物线型的拉索风雨激振理论模型进行了比较。结果表明：在某些情况下，拉索采用悬链线型与抛物线型的计算结果在拉索振幅、参振模态、空间振动形态、振动频率、拉索与水线相位差以及水线的振动频率上有很大差异；垂度影响系数对拉索低阶模态有较大影响，抛物线型垂度影响系数大约是悬链线型的一半；采用悬链线型建立的拉索风雨激振理论模型得到的拉索各阶模态的自振频率比采用抛物线型模型的计算结果要高，模态阶数越低，自振频率差距越明显。     

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。     

基于ABAQUS二次开发的索单元

基于大型通用有限元分析软件ABAQUS计算平台,利用该软件提供的用户单元子程序UEL接口,以悬链线单元为基础,推导了迭代分析公式,向ABAQUS中添入悬链线单元的刚度矩阵及等效荷载列阵,扩充ABAQUS单元库,使悬链线索单元用于ABAQUS有限元分析,并采用Fortran语言开发了接口程序,研究结果表明,所研制的接口程序开发思路正确,计算精度满足要求。     

斜拉索无应力索长的快速算法

在确定斜拉索的无应力索长时,悬链线理论虽然可以精确地考虑斜拉索的非线性力学效应,但迭代计算繁琐,不便于工程应用;基于简化假设的E rnst等效弹性模量理论虽然计算简单,但对于长柔索的计算精度有所不足。本文基于悬链线理论,通过近似求解索张力的水平分力,避免多次迭代计算,即可高精度地快速确定无应力索长,可供工程设计和施工中使用。     

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。     

基于悬链线形的斜拉桥极限跨径

该文通过建立斜拉索的平衡微分方程,将沿索长分布的均布荷载转化为沿跨度分布的等效均布荷载,并对方程进行求解,得到斜拉索的悬链线形方程。该方程可用于较精确地计算斜拉索性能。基于该方程,研究了斜拉桥的极限跨径。研究结果表明,斜拉桥的极限跨径与塔高有关,在可接受的塔高范围内,斜拉桥的极限跨径为3 000 m左右,若采用CFRP拉索可提高到6 000 m左右。