自锚式悬索桥的特点与计算

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内容简介

　　一、悬索桥计算原理　　1、恒载内力：　　 柔性的悬索在均布荷载作用下，为抛物线形。悬索的承载原理，功能等价于同等跨径的简支梁。简支梁的跨中弯矩 M=QL²/8 　　 悬索拉力作功 M=H*F 　　 悬索水平拉力 H= QL²/(8*F) 　　 悬索座标 Y=4*(F/ L²)*X*(L-X) 　　 悬索垂度 F 悬索斜率 tg α=4*(F/L)*(L-X) 　　 悬索最大拉力 Tmax=H/COS α=H*SEC α　　2、活载内力：　　 在集中荷载作用时，悬索的变形很大，为满足行车需要，需要通过桥面加劲梁来分布荷载，弯矩由桥面加劲梁来承担，悬索的变形与桥面加劲梁相同。桥面加劲梁为弹性支承连续梁，它不便手工计算，采用有限单元法计算则方便。　　（1）弹性理论：　　不考虑在恒载和活载的共同作用下产生的竖向变形和悬索水平拉力的增加。 加劲梁的弯矩： 弹性理论 M=M-h*y 　　 式中：简支梁的活载弯矩M， 悬索座标y， 活载引起的水平拉力h。 　　（2）变位理论：　　 考虑在恒载和活载的共同作用下产生的竖向变形和悬索水平拉力的增加，这种竖向变位与悬索的水平拉力所作的功，将减小桥面加劲梁的弯矩。加劲梁的弯矩：　　 变位理论 M=M-h*y-(H-h)*v 式中：活载产生的撓度v　　二、自锚式悬索桥计算原理　　自锚式悬索桥的内力计算复杂，应采用非线性有限单元法来计算。对于几何可变的缆索单元，需作加大弹性模量的应力刚化处理。悬索作为几何可变体系，活载作用的变形影响很大，是非线性变形影响的主要因素。本文采用线性有限单元法作简化计算的方法，是先按线性程序计算出活载撓度，修正活载撓度的座标以后，再用线性有限单元法作迭代计算。即采用拖动座标法计算，是非线性有限单元法计算的简化近似计算，方法较简便。　　

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