ch5悬索的基础理论分析报告.ppt

Chapter 5 Basic Theory of Suspension Cable 第五章 悬索的基础理论 第五章 悬索的基础理论 Section 1 概述 Section 2 4 种悬索理论假设条件 与曲线方程的比较 Section 3 悬索的线形及拉力 Section 4 工作索的选用及拉力概算 Section 1 概述 一、悬索理论发展史 17世纪初，伽利略、Janes Bemall等人于 1691年就提出了任何悬索呈“悬链线”； 18世纪开始，研究悬索理论计算法(1794 年，Fuss等人发现悬索桥成抛物线)，1859年奥 地利架设第1条集材索道； 19世纪(1862年)研究出“抛物线”理论体系, 开始用于工程上； 20世纪70年代后期起，我国先后研究出单 跨“悬链线”、“悬索曲线” 、“摄动法” 、索道优 化设计理论，相继用于架空索道设计计算中。 Section 2 4 种悬索理论假设条件与曲线方程的比较 一、4种悬索理论假设条件的比较分析 h—悬索两支点高差(m)； q—悬索单位长度重力(N/m); wx (wx3) 、wx2 、w1—分别表 示悬链线(摄动法)、悬索曲线、 抛物线理论之索重折合在X轴上 的单位长度重力(N/m); 1—双曲余弦曲线； 2—抛物线； 3—水平直线。 结 论 二、4种悬索理论曲线方程的比较分析 Section 3 悬索的线形与拉力 本节系加氏、堀氏、杜氏抛物线 理论有机结合的理论。 一、单跨的无荷悬索线形及拉力计算 本单元小结 一、重点： 1．什么叫无(有)荷中挠系数？为什么推荐无荷中挠系数S0=0.03～0.05？ 2．无(有)荷中挠系数在 4 种悬索理论中推荐范围和极限值是多少？ 3．知T0中，求无荷悬索平均拉力T0？ 二、难点： 1．架空索道基础理论有哪两大主流？其数学表达方程是什么？用曲线方程说明其差别(不要求过程推导)。 2．4 种悬索理论(悬链线、抛物线、悬索曲线和摄动法)的曲线方程的理论推导。 3．悬索曲线理论和摄动法在假设条件、曲线方程、边界条件、取舍条件等进行比较有何不同？哪种理论更精确？ 4．如何计算无荷悬索上任意两点拉力差ΔT0？ 二、单跨单荷重的悬索线形及拉力计算 三、多跨索道的悬索线形及拉力计算 多跨有荷悬索线形 四、悬索的补正计算 Section 4 工作索的选用与拉力概算 一、工作索的选用 二、索道索系调查和工作索受力分析 三、增力式索道的工作索拉力概算 本单元小结 一、重点： 1．以单跨无荷、有荷线形和拉力为重点，然后，推广到多跨无荷、有荷线形和拉力。 2．用抛物线理论对索道进行系统设计计算，悬链线、悬索曲线、摄动法理论只作一般介绍。 3．多跨悬索无荷线形与有荷拉力计算。 二、难点： 1．架空钢索无荷线形曲线与有荷线形曲线在跨中的方向角数值大小有何关系？为什么？ 2．悬索的补正计算、升角(升角与方向角的区别)计算。 3．增力式索道的工作索概算。 4．索道的主要设计计算步骤怎样？ 四、思考题：（11-18） 联立（4-116）、（1-119）两式，有 （4-120）式也可写成 联立（4-121）、（4-112）（4-110）三式，有 式中 ；称为悬索的倾斜因子，且 。悬索曲线的曲线方程则为 前面的计算，列出的方程组分别为（4-105）、（4-106）、（4-109）、（4-111）四式, 分别包含了 、 、 、 、 等5个侍定量，所以（4-124）式中还包含了“ ”这个侍定的量。 2“悬索曲线”的辅助曲线及其分段计算 为进一步求解，可根据悬索的自重始终沿 递增分布的性质，按下图将笛卡儿坐标系（ ）的原点 置于悬索之尾端 处，并假设此处索之单位长度自重折合在 轴上的单位长 度重量为 ，则索上任意处的单位长度