第32卷第10期2004年10月

同济大学学报(自然科学版)

JOURNALOFTONGJIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Vol.32No.10 Oct.2004

空间缆索悬索桥的主缆线形分析

罗喜恒1,2,肖汝诚1,项海帆1

(1.同济大学桥梁工程系,上海 200092;2.同济大学建筑设计研究院桥梁工程设计分院,上海 200092)

摘要:采用空间分析模型,考虑了主缆和吊索的耦合效应和鞍座的影响,采用数值解析法对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,然后通过算例验证了所提方法的正确性.计算表明,该方法具有使用方便、计算速度快、精度高等优点,并适用于多跨空间缆索悬索桥、纵桥向斜吊索及常规悬索桥.关键词:悬索桥;空间缆索;主缆线形;鞍座

中图分类号:U448.25 文献标识码:A 文章编号:0253-374X(2004)10-1349-06

CableShapeAnalysisofSuspensionBridgewithSpatialCables

LUOXi-heng1,2,XIAORu-cheng1,XIANGHai-fan1

(1.DepartmentofBridgeEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.BridgeEngineeringBranch,theArchitecturalDesign&ResearchInstituteofTongjiUniversity,Shanghai200092,China)

Abstract:Inordertocalculatethecableshapeofsuspensionbridgewithspatialcablesatbridgecom-pletionstageandcablefinishstage,a3-dimensionalanalysismodelisusedandannumerica-lanalyticalmethodisproposed,theeffectofsaddleandcouplingbetweencableandhangerarealsoconsidered.Theproposedmethodisverifiedthroughanumericalexampleandisshownofhighaccuracy,efficiencyandconveniency.Thismethodcanalsobeusedtoanalysismult-ispansuspensionbridgewithspatialcablesorwithlongitudinallyinclinedhagersandclassicalsuspensionbridge.Keywords:suspensionbridge;spatialcable;cableshape;saddle

桥梁必需的使用宽度是有限的,而随着跨径的不断增大,宽跨比不断减小,从而使得桥梁的横向刚度也不断减小,同时宽跨比的减小又影响到桥梁的动力稳定性,这对跨越能力大且多建造在风速较大的江河海峡处的悬索桥来说尤为明显.因此,如何在提高悬索桥跨越能力的同时,保证其足够的横向刚度和稳定性,是悬索桥至关重要的问题之一.

空间缆索悬索桥由于主缆和吊索形成了一个三维的索系,在对竖向承载能力影响不大的情况下,缆

索系统的横向承载能力得到显著提高,从而大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度[1].目前国内外文献上报道的空间缆索悬索桥约有10座,其中近一半是人行桥,跨径最大的是我国的丰都长江大桥,主跨为450m,其横向矢跨比为1/138.4,因此主缆的空间特性不强,最典型的是韩国的永宗大桥,主跨300m,横向矢跨比为1/22.1,而施工中的美国旧金山奥克兰湾新桥,主跨385m,因桥位处为强震区,采用空间缆索和分离式加劲梁来提高结构的动力性

收稿日期:2003-08-04

作者简介:罗喜恒(1969-),男,福建上杭人,工程师,博士生.E-mail:luoxh@