非滑移刚度理论下的空缆线形半解析算法

来源：计算力学学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：代百华,朱金柱,胡钦侠

单位：中交第二航务工程局有限公司, 武汉 430040,中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司, 北京 100120,中交第二航务工程局有限公司, 武汉 430040,长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室, 武汉 430040,中交第二航务工程局有限公司, 武汉 430040,交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心, 武汉 430040

摘要：为设计阶段更简洁和准确地计算悬索桥空缆线形，提出了一种锚跨水平张力-预偏量-修正水平力迭代过程的非滑移刚度理论计算方法。基于分段悬链线理论，探讨了空缆线形计算存在的三种不同情况，并以此为计算思路。在任一锚跨水平张力作用下，考虑鞍座对空缆线形的影响，以各跨无应力索长不变与鞍座两侧的力或力矩平衡为准则，推导了各跨左右鞍槽接触段和悬空段的内力与线形平衡方程，以及迭代过程中待求参数之间的影响矩阵及修正方法，以右边塔索鞍处不动点里程坐标误差为收敛条件，采用了二分法迭代出理论的左锚跨水平张力，进而得到空缆状态下各索鞍的预偏量以及各跨索段内力与线形。通过算例比对，验证了本文方法的可靠性。结果表明，在成桥状态下结构参数已知的基础上，仅需求解左锚跨水平张力一个变量参数，即可得到各跨索股线形与内力以及鞍座预偏量。相比传统的滑移刚度理论方法，本文方法迭代过程方便简洁，易收敛且精度高，无需往复固定或释放一个鞍座约束进行迭代求解，提高了计算效率，适用于任意跨对称或非对称空缆线形的计算。

关键词：非滑移刚度理论,空缆线形,半解析算法,影响矩阵,修正方法,

基金资助：国家重点研发计划课题（2017YFC0805304）资助项目.