斜拉桥的拉索分析.pdf

维普资讯 第 22卷第4期 华 东 交 通 大 学 学 报 V01．22 No．4 2005年 08月 JournalofEastChinaJiaotongUniversity Aug．，2005 文章编号：1005—0523(2005)04—0022—40 斜拉桥的拉索分析 郭圣栋 ，陈 晔2 (1．江西省交通设计院．江西 南昌330002；2．长安大学，陕西 西安 710064) 摘要：介绍斜拉索的工作性能、索力测试的四种方法；阐述运用频率测定法测定索力；介绍拉 索的温度效应和斜拉桥拉 索下料 长度的计算方法 关 键 词：斜拉桥 ；拉索；索力测试；温度效应 中图分类号：1B12 文献标识码 ：A 1．2 斜拉索的非线性 0 前 言 斜拉索 由于其 自重垂度的影响，索力与索的拉 伸量呈非线性关系 ，并且 随索力减小 ，非线性愈加 随着我 国交通事业 的迅速发展 ，斜拉桥作为一 明显．为了计人斜拉索的这种特性，同时也便于结 种美观实用的桥型越来越受到人们的青睐．作为斜 构分析，通常采用斜拉索的表观弹性模量 (即有效 拉桥主要承重构件的斜拉索，其索力的大小及分布 弹性模量或修正弹性模量)来描述其弹性性能 ．一 直接影响全桥的工作状态 ． 般常用 Ernst公式来计算拉索的表观弹性模量，用抛 物线代替实际索形悬链线 ，将斜拉索模拟成二结点 1 斜拉索的工作性能 直弦杆 ，得到了直弦杆的等效弹性模量公式 ． El=E／[1+W2L~E／(12r3)] 1．1 斜拉索的局部弯 曲应力 式中：El：有效弹性模量 ，E：不计拉索垂度影响 拉索在梁上锚 固点可能发生的变位 (挠度和转 的弹性模量 ， ：索单位长度 的重量 ，A：索截面 的面 角)，和因索力的变化而导致拉索垂度的改变都将 积 ，71：索的拉力 ；，Lx：索水平投影的长度 产生局部弯曲应力，从而影响拉索的强度 ，尤其是 因El是受索力 71的影响，当索力 由71l变为 712 拉索的疲劳强度 ．为降低局部弯 曲应力，可将拉索 时，可参照美国土木工程师协会 (ASCE)的暂行规 的端部设为销接 ，使截面可 自由转动 ，减小因主梁 定中，采用如下的修正弹性模量 ： 转动而引起的局部弯曲应力 ；也可选择适 当的结构 形式 以增加结构的整体刚度来降低拉索的轴 向应 El=E／[1+ ￡E(71l+T2)／(2471} )] 力变化幅度和局部弯曲应力变化幅度；还可 以妥善 上式表示的修正弹性模量实际上是一种割线 处理拉索与梁接头处的构造细节，以降低索与梁接 模量． 头处的交角变化幅度 ．在安装斜拉索时，要根据恒 在考虑斜拉索垂度导致 的非线性分析 中，通常 载索力作用下的倾角将拉索预先沿弦的方 向倾斜 分级施加荷载并逐步迭代修正