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吊桥计算理论的介绍 发布时间:2018-03-12  浏览次数:1586

        吊桥又名悬索桥,指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。


     1、传统的“弹性理论”

  大缆支点位于塔顶,越过塔顶后,大缆两端在地面附近进入锚碇。在主跨范围内,其加劲梁的跨度是。在主跨之内,用许多竖向设置的吊索将缆和加劲梁连接起来。在缆的边跨范围,可设置若干个小跨度,因其在结构上同所说的悬索桥无关,这里不再分析。

  弹性理论是悬索桥最早的计算理论,它使用超静定结构计算方法,将悬索桥的结构看作主缆与加劲梁的结合体,在计算中只考虑由荷载产生的新的构件之间的平衡,其特点是恒载与活载的内力计算方法没有差别,也就是在计算活载内力时没有计入恒载产生的初始内力,此理论已经对悬索桥的整体刚度作出贡献。此理论是建立在不考虑荷载的产生会影响内力大小与方向的基础之上。因此,弹性理论是基于变形非常微小而可以忽略的计算假设,只能满足早期跨度较小且加劲梁刚度相对较大的悬索桥的使用。


  2、挠度理论

  挠度理论认为主缆在恒载作用下取得平衡时的几何形状(二次抛物线)将因活载的作用而发生改变。主缆因活载作用而增加的拉力所引起的伸长量也应当在计算中加以考虑。用挠度理论计算所得内力比用弹性理论要小得多,根据悬索桥跨度大小,加劲梁的刚度大小,以及活载影响与恒载影响的比例,一般挠度理论的内力计算值比弹性理论减少-,因此,采用挠度理论来设计大跨悬索桥可比弹性理论大大节约材料。这也是相当长的一段时期内挠度理论在大跨度悬索桥设计计算中一直起主导作用的原因。


  3、有限位移理论

  当现代悬索桥的跨径进一步增大时,加劲梁的刚度不断相对减小。当加劲梁的高跨比不小于时,采用线性挠度理论分析悬索桥产生的误差将不容忽视,为此,有限位移理论开始应用于现代悬索桥的结构分析中,基于矩阵位移法的有限元技术更能适应解决复杂结构的受力分析。一些有代表性的研究成果逐渐完善和发展了有限位移理论,应用有限位移理论的矩阵法可以综合考虑体系节点位移影响和轴力效应,把悬索桥结构分析方法统一到一般非线性有限元中,是目前大跨悬索桥分析计算中普遍采用的方法。


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