资源描述：
《斜拉桥斜拉索局部弯曲应力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、上海市公路学会第四届年会学术论文集斜拉桥斜拉索局部弯曲应力分析何宪飞陈艾荣同济大学桥梁工程系,,引起拉索,〔摘要〕在活载作用下斜拉索的倾角会发生反复变化局部弯曲应力变化从而导致斜拉索。,的疲劳本文根据引起斜拉索倾角变化的原因分只考虑拉索垂度的影响及既考虑拉索的垂度又考虑锚固。,点处梁的变位挠度和转角两部分对斜拉索局部弯曲应力的变化幅度进行了分析本文的分析表明局部,对斜拉索疲劳。,弯曲应力幅占总应力幅的左右有较大的影响最后介绍了几种可以减小这部分应力。变化的方法关键词斜拉桥斜拉索局部弯曲应力疲劳引言,,自从年瑞典的斯曹姆哈特桥开始了现代斜拉
2、桥的先端至今为止全世界大约已建成多座斜。虽,,,拉桥然我国建造斜拉桥的起步比较晚始于年四川省云阳县的跨径的云阳桥但近二十年中,国经济的腾飞促进了桥梁事业的迅速发展上海杨浦大桥的建成标志我国在大跨度桥梁建设领域已达到了。,,世界先进水平由于斜拉桥的广泛采用使得斜拉桥的设计理论及施工工艺逐步走向成熟同时也推动了,、。,,斜拉桥布置形式的多样化由独塔双塔到多塔多跨然而尽管目前对斜拉桥的认识越来越深刻人们最关。,,心的问题仍然是斜拉索的使用寿命疲劳恰恰是影响斜拉索寿命的最重要因素之一众所周知导致斜拉索,而、、疲劳的直接原因是应力幅引起拉索钢丝应力
3、变化的原因主要有汽车人群风荷载作用引起斜拉索轴力的变化斜拉索轴力的变化导致拉索垂度的改变以及斜拉索在梁上锚固点位置由于荷载的作用产生的,,通常称,变位挠度和转角使斜拉索倾角发生变化从而引起局部挠曲应力变化图为主应力称为。,,次应力虽然斜拉桥已被各国普遍采用但是一般国家的规范对斜拉索的疲劳强度并未作明确的规定一般。均为专桥专用一一如我国《公路斜拉桥设计规范》试行只是在第条中标注拉索的疲,,日本对钢丝的疲劳强度作了如下规定‘〕劳应力应由试验来确定拉索应力能通过万次的反复荷载〔、二、又,一—,为钢,,。。,孔为钢丝的材料系数,。式中丝设计疲劳强
4、度左为荷载重复系数为钢丝的抗拉强度。,及是由钢丝的一曲线求得的参数对拉索进行疲劳分析时一般只考虑主应力而忽略了局部弯曲应。力本文将主要讨论局部弯曲应力对斜拉索疲劳的影响并给出了斜拉索局部弯曲应力的计算公式以及降低。局部应力的方法基本原理,,。一般来说在外荷载作用下斜拉索通常假设为无弯曲刚度而象完全柔性的钢弦一样工作对主要结构,。,的计算完全柔性的假设在实用上将满足要求但在局部的分析中如前文所述拉索倾角所引起的局部挠曲,,,,应力中要考虑索的抗弯刚度拉索将承担一部分弯矩即此时斜拉索在端部的锚固情况不能假设为铰接而,。应按固结来处理见图上海市
5、公路学会第四届年会学术论文集图斜拉索垂度变化引起的索端倾角变化图斜拉索端部锚固情况根据拉索受力的平衡条件可知在距离索端锚固点处斜拉索的弯矩可表示为图一一凳,,,,,二一,式中为斜拉索的轴向力为斜拉索的弹性模量为斜拉索的弯曲惯矩求解该微分方程可得,。,。,其中为代定系数丫百厄利用斜拉索在端部的变化角度为的边界条件可知们叮万所以二。一,,丫厄万舀代人式可得一试画,。式中为斜拉索的倾角相对于弦的方向于是与弯矩相对应的弯曲应力为·一·一,一一黯瓜,式中为斜拉索的轴向应力为山,。‘狱则为斜拉索的面积令丫瓦丁。一以,二,,,从或式可以看出拉索的最大弯
6、曲应力发生在处即锚固点处而后呈指数下降图显示了最。,,大弯曲应力的变化情况对于由高强钢丝构成的斜拉索可等效成面积相等的圆形截面求出相应的截面抗。,,一、为每一根钢丝的面积·为钢丝的根弯惯性矩工对于已经设计好的斜拉索求出其等效直径抨,,,数为将斜拉索等效为圆形截面时的直径考虑到组成斜拉索的钢丝之间有一定的空隙最后取斜拉索的,。,可将每一根直径’为一’’“所’以‘斜’拉索的“抗“弯砂惯矩产为工去兴任。由钢‘,铰线构’成的斜甘’拉索’‘’切’钢‘’‘铰一线、等效成相’”一一一一⋯一卜一一“一,,。一应的圆形截面求出其抗弯惯矩然后乘以钢绞线的根数
7、以李》、定飞二二一乌二斜拉索受力示意图图斜拉索在固定端的挠曲角度与相应的弯曲应力曲线拉索倾角变化引起的应力幅值分析。本文以如图所示的三塔四跨斜拉桥为例来说明斜拉索端部弯曲应力的变化上海市公路学会第四届年会学术论文集巡迈州产图三塔四跨斜拉桥计算模型垂度改变引起的倾角变化,首先不考虑拉索在梁上锚固点位置变位挠度和转角的影响而只考虑由垂度改变所引起的拉索倾角。,,,变化众所周知在一般关于斜拉索计算处理中都将斜拉索的曲线近似为抛物线或悬链线若不考虑锚固,。,,点的变位可直接通过曲线方程求得倾角取如图所示的坐标系拉索的长度设为则抛物线方程为一,一鑫
8、所以在锚固端拉索的倾角为若取,悬链线则方程为「价二,,工一以认入。’以。‘‘口在固端的转角为,,、、二一’乙,式中为斜拉索的容重为斜拉索的轴向应力小图拉索的坐标系统图倾斜的拉索等效成水平拉索,
