斜拉桥的索力测量影响因素

包龙生 李广

摘要：合理的成桥索力是斜拉桥的重要控制内容，笔者运用频率法测量斜拉桥索力。影响索力的因素有边界条件、刚度、垂度，文章对这些因素做比较详细的分析。斜拉桥监控中基于弦振动原理的频率法测得的数据表明具有相当的实用性，满足了施工要求及合理的成桥线形。指导了实际的施工。

关键词：斜拉桥；频率法；索力；刚度

斜拉索的刚度与斜拉索的构造有直接关系。当斜拉索中的钢丝是理想状态下没有粘结，索的总惯性矩就是各个钢丝之和；当斜拉索的钢丝之间是完全粘结，则表示的是整体的惯性矩，两种假设的差距很大。斜拉索的索长也是引起弯曲刚度对索力的影響因素，影响的程度随着索的增长在减小，但是弯曲刚度在斜拉桥斜拉索的索力影响不大，一般在3%～5%之间。

斜拉桥中主梁和索塔是通过拉索连接的，拉索的两端一端连接主梁一端连接主塔，两端都是通过锚固连接。实际上索的两端锚固既不是完全的固支也不是完全的铰支，它的边界条件是在两者之间的状态。索力的大小使索有偏向于固支或者铰支。斜拉索端部的约束在斜拉索达到一定的长度时就会慢慢的减小。分析表明短索的边界条件对索力的求解有较大的影响。

在工程中斜拉索都会因为自重而产生或大或小的垂度。垂度的大小直接与索的长短和直径有关。当忽略拉索的垂度，就会使斜拉索的索力结果偏大。一般垂度对低阶频率影响较大，对高阶的频率相对影响较小。在解决垂度对斜拉索频率影响时引入了无量纲参数k，表达式如下： （）当k>1.5时，斜拉索可以认为是没有收到垂度的影响，其为张紧的状态下，式中的H是索的张力沿着水平方向的分力。

结论：

通过对弯曲刚度、垂度、边界条件等因素的分析，在施工控制过程中对索力进行精确的测量，指导了桥梁的施工，达到了施工控制的目的。

参考文献：

[1] 李国豪.桥梁结构的稳定与振动[M].中国铁道出版社，1992.

[2] 史家钧，用随机振动法测量曼谷Rama IX斜拉桥索力，土木工程学报，NO.2，1992

作者简介：

包龙生（1971—），男，教授，博士，主要从事桥梁工程结构方向的研究。

李 广（1989—），男，道路铁道在读研究生，研究方向为桥梁监控。