单索面索塔横桥向稳定分析.pdf

单索面索塔横桥向稳定分析 程 翔 云 粥 ．司I 广东虎 门技术咨询有限公司 广州市 510080) l摘要 l 本文提出了关于单索面索塔 当考虑扶正力影响时的横 向稳定计算模型，并且应用最小势能 原理导出了计人索塔几何非线性因素的塔顶位移计算公式及其等效分布荷载，将复杂的空间分析阿题转 化为平面杆系的结 丁塔身的横 向内力和变形分析 关键词 单 扶正力 几何非线性 等效分布荷载 斜拉桥规范_1指出，当对索塔进行横 向稳 各拉索与桥面的交点 以及塔底 的投影汇聚于一 定分析时，可计人拉索弹性扶正力因素的影 点，如 图 16所示 ， 响”。这里所谓 的扶正力就是指拉索 因塔身变 (3)成桥状态下各拉索索力值在索塔变形 形而诱发的恢复力，亦称非保 向力效应 。分 析 过程 中保持为常值。 这个问题一般是比较复杂的。最理想的方法是 1．2 拉索扶正力的模拟 应用具有计人结构几何非线性功能的三维有限 如图 16所示，塔身变形过程 中．每对索力 元程序 。然而在 目前对大 多数设计人员来说， 的投影均指向塔身底截面。它们可分解为垂直 尚缺乏或不 掌握这类程序的应用，为此，作者 分力 G和水平分力 ，前者将使索塔继续产生 提出了应用平面杆系结构有限元程序也能解决 几何非线性 的附加变形 ，后者将使塔 身 有 这个难题 的方法，下面将通过理论分析和算例 恢复到原始位置 的趋势，水平变位愈大，其恢 加 以阐明。 复力值也愈大。因此，可 以把这种恢复力特性 模拟为若干个集中弹簧支承，分布在塔身上的 1．简化的计算模型 索锚标高处，如图 1c所示。各弹簧支承的刚度 I．I 计算假定 将在下面叙及 。 为 了将空间分析转化为平面分析 ，特作如 l-3 弹簧支承剐度 的确定 下几点假定 ： 先取索塔上任意一对拉索来考察，如 图 2d (1)塔身在桥面标高处视为嵌固端。 所示。设索塔处于铅直状态时，塔左．右侧拉 (2)忽略主粱的竖 向和横 向变形 ，近似认为 索的水平分力分别为 只，、 ．，．且 ，≠ 它们 一 fs 一 一 ff—一 图 1 计算模型的建立 =Jf + ) ， 又 由于 T ／。、==■＼ ．=1．tanO．=Uan ) ／ ＼ 或 ＼ = = ∽ Ll 卜- ——— f1．— 由此可 以得到此模拟的弹簧支承刚度 k为．