考慮材料非線性的懸索橋主纜線形分析與程序開(kāi)發(fā).pdf

1、懸索橋的受力特點(diǎn)使其對(duì)最終成橋線形的精度要求很高。懸索橋主纜的材料一般有:鋼絲繩、鋼絞線、平行鋼絲束。其中鋼絞線、平行鋼絲束的彈性模量表現(xiàn)穩(wěn)定。而試驗(yàn)表明鋼絲繩的彈性模量在一定范圍內(nèi)隨所受拉力的增大而增大。這導(dǎo)致空纜狀態(tài)下鋼絲繩的彈性模量小于成橋的值。若不考慮彈性模量影響，成橋后的主纜線形會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)線形要求，所造成的誤差將無(wú)法補(bǔ)救。另外，隨著主纜拉力的增加主纜的橫截面積也會(huì)逐漸減小。本文將針對(duì)主纜材料的彈性模量非線性、橫截面積非線性

2、的特點(diǎn)，對(duì)主纜線形所造成的影響進(jìn)行分析。
　　然而目前還沒(méi)有完整的計(jì)算方案或商用軟件可用于計(jì)算考慮主纜彈性模量非線性變化時(shí)的主纜線形。因此本文需自行編寫相關(guān)軟件，再利用自編軟件對(duì)該研究?jī)?nèi)容進(jìn)行相關(guān)分析。為此文本涉及的主要工作如下:
　　1、詳細(xì)推導(dǎo)了以懸鏈線解析理論為基礎(chǔ)的主纜線形計(jì)算公式。并利用分段懸鏈線理論推導(dǎo)計(jì)算出了主纜的成橋線形、索力、主纜伸長(zhǎng)量、無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)、索鞍預(yù)偏量、切弧差、空纜線形、空纜狀態(tài)下索夾的放樣位置等重

3、要施工數(shù)據(jù)。
　　2、探索了考慮主纜橫截面積與彈性模量非線性變化對(duì)主纜線形的影響，并得出了相關(guān)的修正算法與計(jì)算公式。
　　3、利用C＃程序語(yǔ)言編寫了相關(guān)的懸索橋計(jì)算軟件，并與其它軟件進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。在保證正確性的前提下優(yōu)化程序，使其能正確計(jì)算考慮主纜彈性模量非線性變化時(shí)的主纜線形。為了提高自編程序的利用價(jià)值，將該程序進(jìn)一步升級(jí)為通用性強(qiáng)、易于上手、擁有良好圖形交互界面的計(jì)算機(jī)軟件，方便更多人參考使用。
　　4、依托松坡大

4、橋?qū)嶋H施工數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了修正算法與自編程序的正確性，并得出了空纜線形、預(yù)偏量需要進(jìn)行適當(dāng)修正的初步結(jié)論。
　　5、對(duì)比了松坡大橋考慮主纜彈性模量非線性變化時(shí)的空纜線形數(shù)據(jù)與常規(guī)算法的空纜線形數(shù)據(jù)（即設(shè)計(jì)值數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)2者具有不小的差異，且實(shí)際施工數(shù)據(jù)表明自編程序的計(jì)算結(jié)果基本與實(shí)際情況一致。
　　6、保持松坡大橋的恒載集度、矢跨比不變，修改松坡大橋的跨徑后再次利用自編軟件進(jìn)行計(jì)算?？疾焯剿鞒龅慕Y(jié)論是否在不同跨徑下的懸索橋都適用