大跨度公轨两用悬索桥刚度敏感性分析.pdfVIP

公路交通技术 2015年4月 第2期 TechnologyofHighwayandTransport Apr．2015 No．2 DOI：10．13607／j．cnki．gljt．2015．02．018 大跨度公轨两用悬索桥刚度敏感性分析 苏小波，甘 露 (招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067) 摘 要：通过对矢跨比、边跨伸出段长度、中央扣及边跨主缆倾角等因素进行分析，提 出重庆郭家沱长江大桥主要刚 度影响指标，为方案设计提供依据。 关键词：悬索桥；刚度；矢跨比；敏感性 文章编号：1009—6477一(2015}02—0082—04 中图分类号：U448．25 文献标识码 ：A AnalysisforStiffnessSensitivityofLarge——spanHighway——railSuspensionBridges SU Xiaobo，GAN Lu Abstract：Basedontheanalysisforfactorsincludingrise—spanratio，lengthofextendingsectionofside span，centralbuckleandmaincabledipangleofsidespan，ete．，thispaperproposesmain stiffness influenceindicesinChongqingGuojiatuoYangtzeRiverBridgetoprovideabasisofrdesignofschemes． Keywords：suspensionbridge；stiffness；rise—spanratio；sensitivity 悬索桥分析理论的发展主要经历了弹性理论、 移动、加劲梁剪切变形以及 吊杆伸长等因素 J，故 挠度理论、非线性有限位移理论等阶段…。古典的 在实际运用中仍不尽如人意。尽管如此，仍不能否 弹性理论假定 吊杆沿主缆均匀密布且无伸长。其将 认挠度理论在悬索桥发展史上的重要作用：人类第 问题简化为基于基本体系下的内力求解，仅需计算 1次把挠度理论用于工程实践的便是著名的曼哈顿 1次超静定结构，其主要表达式为： 大桥。此后，“大跨度悬索桥都应使用柔性加劲梁， = 一 y (1) 内力计算应考虑几何非线性”的概念深入人心。 式中： 为加劲梁弯矩； 为基本体系 (等跨简支 随着悬索桥跨度一再增大，非线性有限位移理 梁)活载弯矩； 为活载作用下主缆水平分力；Y为 论应运而生，其以结构的非线性行为为理论基础，以 主缆竖向坐标 。 离散的单元矩阵运算为工具，除材料的力学特性符 该理论的优点是概念明确，计算便捷，故其在早 合胡克定律这一假定外，没有引入其他假定，因而具 期悬索桥设计 中得到广泛应用。但其也存在如下缺 有极高的分析精度 ，成为当前大跨度悬索桥分析采 陷：该假定未考虑主缆非线性大位移的影响，也未考 用的主流方法。本文 以郭家沱长江大桥为工程背 虑恒载对刚度的贡献，故当悬索桥跨度逐渐增加时， 景，通过非线性有限位移法分析，对大跨度公轨两用 其计算结果趋于保守，会造成严重的材料浪费。 桥的刚度敏感性进行探讨。 挠度理论与弹性理论最核心的区别在于其考虑 了活载引起的主缆挠度对结构 的影响 J，其表达 1 工程概况 式为： 重庆市郭家沱长江大桥工程北起于两江新区郭 M = 一 y一( +Ha) (2) 家沱石佛村杉树湾附近，南止于三横线峡 口立交，全 式中： 为恒载产生的主缆水平分力； 为活载引 长约6．3km。其中，郭家沱长江大桥长约 1．3km。 起的主缆挠度 ，是关于H 的一个