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1、Vol118No14公路交通科技2001年8月JOURNALOFHIGHWAYANDTRANSPORTATIONRESEARCHANDDEVELOPMENT文章编号:1002O0268(2001)04O0055O03悬索桥索鞍位置设计唐茂林,沈锐利,强士中(西南交通大学桥梁及结构系,四川成都610031)摘要:索鞍位置是悬索桥线形设计和施工控制的重要参数。本文根据悬索桥的设计特点,采用牛顿O拉斐森迭代法精确确定悬索桥的索鞍位置,并且利用该方法编制了悬索桥施工控制软件)))索鞍位置计算模块,算例表明该方法是正确可行的,可供悬索桥施工和设
2、计人员参考。关键词:悬索桥;结构;主缆;索鞍;牛顿O拉斐森迭代法中图分类号:U4481255文献标识码:ADesignofSuspensionBridgeSaddlecsPositionTANGMaoOlin,SHENRuiOli,QIANGShiOzhong(BridgeandStructuralEngineeringDepartment,SouthwestJiaotongUniversity,SichuanChengdu610031,China)Abstract:Thepositionofsaddleisanimportantpa
3、rameterindesigninganderectingsuspensioncurve.Accordingtothedesignpropertyofthesuspensionbridge,thispaperdeducestheaccuratepositionofsaddleandprogramstoerectsuspensionbridgeOcalculationprogramofsaddlepositionbyNewtonORaphsonmethod.Theexampleindicatesitsadvantageandfeasib
4、ility,areferencefordesignerandworkeronsuspensionbridge.Keywords:Suspensionbridge;Structure;Maincable;Saddles;NewtonOraphsonmethod目前,国内外许多大跨度桥梁正处于规划、设计的方法一般是先假定一个位置,然后进行线形计算,和施工过程中,悬索桥作为大跨度桥梁中最美观和最如不满足线形及平衡要求,再修改,再计算,如此一经济的桥型而格外受到重视。现在,我国已建成通车个反复过程,如图1(a)流程。本文给出确定索鞍的大跨度悬
5、索桥有汕头海湾大桥、虎门大桥,在建的位置的解析公式,采用牛顿O拉斐森迭代法求解得到有江阴长江大桥、厦门海沧大桥、忠县长江悬索桥,了荷载状态下索鞍的理论位置。正在筹建的镇扬大桥、伶仃洋大桥等。1计算模型及公式悬索桥是典型的柔性结构,其成桥时的真实线形既非抛物线,也非悬链线,而是由桥梁在实际荷载下111计算假定的平衡条件与结构的变形条件共同确定的。索鞍是大跨度悬索桥的重要构件,索鞍位置是悬索桥线形的重要组成部分,同样离不开这两个条件。如果索鞍位置计算和安装位置不准确,就会影响成桥主缆的线形,从而影响桥面线形;还会引起桥塔偏位,改变塔的平衡
6、状态。目前,对于悬索桥的理论线形(由悬索桥几个理论顶点决定,不包括索鞍处的线形修正)计算大多采用精确计算法或具有较高计算精度的简化计算[1~3]法,计算结果相差甚微,而对于索鞍处的线形修正,彼此相差较大。对于索鞍位置的设计,目前传统图1悬索桥索鞍位置设计收稿日期:2000O11O10作者简介:唐茂林(1973-),男,博士生,研究方向为大跨度悬索桥理论与实践1公路交通科技2001年第4期(1)主缆材料线弹性,符合虎克定律。Y3V1+Y3W1S1-Y1V1-Y1W1S1=H1X3-H1X1(2)主缆是理想柔性索,既不能受弯也不能受(7)
7、压,只能承受拉力。Y3V2-Y3W2S2-Y2V2+Y2W2S2=H2X3-H2X2(3)不考虑变形前后主缆横截面积的变化。(8)112计算模型22dS1=(V1+W1S1)(V1+W1S1)+H122-V1V1+H1222(V1+W1S1)(V1+W1S1)+H1+H1ln22V1+V1+H1/(2EA1W1)(9)22dS2=V2V2+H2-(V2+W2S2)22(V2+W2S2)+H222图2悬索桥索鞍计算模型+H2V2V2+H22ln22图2为悬索桥索鞍解析计算模型,由图可见,理(V2-W2S2)+(V2-W2S2)+H2/(
8、2EA2W2)(10)论顶点左右跨主缆线形一经确定,则一个给定半径且约束条件与这两条曲线相切的圆有四个(上、下、左、右),X1[X3[X2,Y1[Y3[Y2(11)只要给定约束条件就能获得所需要的索鞍位置。下列式中,W1
