恳索桥结构针算理纶
悬索桥结构计算理论
恳索桥结构针算理纶 主要内容 概迷 ◎是索桥的近似分析 ③是索桥主塔的计算 ⑧悬索桥成桥状态和施工状态的精 确计算
悬索桥结构计算理论 主要内容 概 述 ☻ 悬索桥的近似分析 悬索桥主塔的计算 悬索桥成桥状态和施工状态的精 确计算
1n概述 1是索桥的受力特征 悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件 构成的柔性悬吊体系,其主要构成如下图所示。成桥时, 主要由主缆和主塔承受结构自重,加劲梁受力由施工方法决 定。成桥后,结构共同承受外荷作用,受力按刚度分配 桥塔 鞍座 主缆 吊索 索夹 加劲梁 隧道式锚碇 重力式锚碇
1.概述 1.1 悬索桥的受力特征 悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚碇、吊索等构件 构成的柔性悬吊体系， 其主要构成如下图所示。成桥时， 主要由主缆和主塔承受结构自重，加劲梁受力由施工方法决 定。成桥后，结构共同承受外荷作用，受力按刚度分配
是索桥各部分的作用 主缆是结构体系中的主要承重构件,受拉为主; 主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件,受压为主; ◇加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构, 主要承受弯曲内力; 吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件,是 连系加劲梁和主缆的纽带,受拉。 锚碇是锚固主缆的结构,它将主缆中的拉力传递给地基
❖ 主缆是结构体系中的主要承重构件，受拉为主； ❖ 主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件，受压为主； ❖ 加劲梁是悬索桥保证车辆行驶、提供结构刚度的二次结构， 主要承受弯曲内力； ❖ 吊索是将加劲梁自重、外荷载传递到主缆的传力构件，是 连系加劲梁和主缆的纽带，受拉。 ❖ 锚碇是锚固主缆的结构，它将主缆中的拉力传递给地基。 悬索桥各部分的作用
1.概述() 悬索桥计算理论的发展与悬索桥自身的发展有 着密切联系 早期,结构分析采用线弹性理论(由于桥跨小,索自重较 轻,结构刚度主要由加劲梁提供。 中期(1877),随着跨度的增加,梁的刚度相对降低,采用 考虑位移影响的挠度理论。 现代悬索桥分析采用有限位移理论的矩阵位移法。 秦跨度不断增大的同时,加劲梁相对刚度不断减小,线性挠度理 论引起的误差已不容忽略。因此,基于矩阵位移理论的有限元方 法应运而生。应用有跟位移理论的矩阵位移法,可综合考虑体系 节点位移影响、轴力效应,把是索桥结构非线性分析方法统一到 般非线性有限元法中,是目前普遍采用的方法
1.概述(续) 悬索桥计算理论的发展与悬索桥自身的发展有 着密切联系 ➢ 早期，结构分析采用线弹性理论(由于桥跨小，索自重较 轻，结构刚度主要由加劲梁提供。 ➢ 中期(1877), 随着跨度的增加，梁的刚度相对降低,采用 考虑位移影响的挠度理论 。 ➢ 现代悬索桥分析采用有限位移理论的矩阵位移法。 跨度不断增大的同时，加劲梁相对刚度不断减小，线性挠度理 论引起的误差已不容忽略。因此，基于矩阵位移理论的有限元方 法应运而生。应用有限位移理论的矩阵位移法，可综合考虑体系 节点位移影响、轴力效应，把悬索桥结构非线性分析方法统一到 一般非线性有限元法中，是目前普遍采用的方法
*几种计算理论的基本假定 弹性理论 (1)悬索为完全柔性,吊索沿跨密布 (2)悬索线性及座标受载后不变; (3)加劲梁悬挂于主缆,截面特点不变;仅有二期 恒载、活载、温度、风力等引起的内力。 计算结果:悬索内力及加劲条弯距随跨经 为增大而增大
▪ 弹性理论 （1）悬索为完全柔性，吊索沿跨密布； （2）悬索线性及座标受载后不变； （3）加劲梁悬挂于主缆，截面特点不变；仅有二期 恒载、活载、温度、风力等引起的内力。 计算结果：悬索内力及加劲梁弯距随跨经 的增大而增大。 几种计算理论的基本假定
*几种计算理论的基本假定 度理论 与弹性理论不同之处仅在于:考虑悬索竖向变形 对内力的影响(不考虑剪力变形、吊杆倾斜及伸缩 变形,影响较小)。 线性挠度理论:忽略挠度理论中活载引起的主缆水 平分力与竖向位移之间的非线性关系。 计算结果:加劲梁弯距铰弹性理论结果要小。 有限位移理论 综合考虑各种非线性因素的影响,适于大跨径
▪ 挠度理论 与弹性理论不同之处仅在于：考虑悬索竖向变形 对内力的影响（不考虑剪力变形、吊杆倾斜及伸缩 变形，影响较小）。 线性挠度理论：忽略挠度理论中活载引起的主缆水 平分力与竖向位移之间的非线性关系。 计算结果：加劲梁弯距铰弹性理论结果要小。 ▪ 有限位移理论 综合考虑各种非线性因素的影响，适于大跨径。 几种计算理论的基本假定
概述() 是索桥设计的计算内容 精确合理地确定悬索桥成桥内力状态与构形; 合理确定悬索桥施工阶段的受力状态与构形,以期 在成桥时满足设计要求; 精确分析悬索桥运营阶段在活载及其它附加荷载作 用下的静力响应; ★悬索桥的设计计算要根据不同的结构形式、不同的 设计阶段、不同的计算内容和要求来选用不同的力 学模式和计算理论。基本上以计算主缆为主
1.概述(续) 悬索桥设计的计算内容 ➢ 精确合理地确定悬索桥成桥内力状态与构形； ➢ 合理确定悬索桥施工阶段的受力状态与构形，以期 在成桥时满足设计要求； ➢ 精确分析悬索桥运营阶段在活载及其它附加荷载作 用下的静力响应； ★ 悬索桥的设计计算要根据不同的结构形式、不同的 设计阶段、不同的计算内容和要求来选用不同的力 学模式和计算理论。基本上以计算主缆为主
是索桥成桥状态的确定 确定桥成状态采用抛物线法。 由于主缆自重轻,成桥态主缆近似呈抛物线形。 跨径悬索桥:主缆线型呈多段悬链线组成的索 多边形,计算主缆线型主要有非线性循环迭代法 和基于成桥状态的反算法
1.概述(续) 悬索桥成桥状态的确定 ➢ 小跨径悬索桥：确定桥成状态采用抛物线法。 由于主缆自重轻，成桥态主缆近似呈抛物线形。 ➢ 大跨径悬索桥：主缆线型呈多段悬链线组成的索 多边形，计算主缆线型主要有非线性循环迭代法 和基于成桥状态的反算法
2.忌拆的近似分折 2.1成桥状态的近似计算法 什么是成桥状态计算? 成桥状态近似计算作如下基本假定: 主缆为柔性索,不计其弯曲刚度; 2)加劲梁恒载由主缆承担; 3)在主缆吊梁段,主缆、索夹、吊杆和加劲梁自重都 等效为沿桥长均布的荷载q;在无梁段,主缆自重沿 索长均匀分布
2.悬索桥的近似分析 2.1 成桥状态的近似计算法 成桥状态近似计算作如下基本假定： 1) 主缆为柔性索，不计其弯曲刚度； 2) 加劲梁恒载由主缆承担； 3) 在主缆吊梁段，主缆、索夹、吊杆和加劲梁自重都 等效为沿桥长均布的荷载q；在无梁段，主缆自重沿 索长均匀分布。 什么是成桥状态计算?