销接式索夹悬索桥成桥线形的高精度计算方法

罗凌峰，单德山，陈奉民，陈品诣

(1. 西南交通大学土木工程学院，成都610031；2.重庆市交通规划勘察设计院有限公司，重庆 401121)

悬索桥因其主缆和吊索呈柔性，展现出强烈的几何非线性行为[1]。理想成桥状态的悬索桥结构在恒载作用下应满足“塔直梁平”要求[2]，且中跨主缆的跨中垂点应满足设计标高[3]。“塔直”是指主塔内不存在剪力，且塔顶主索鞍两侧主缆水平力相同；“梁平”是指主梁线形平顺，连接吊索的主梁锚点在恒载作用下处于设计位置且无下挠[4]。

以往学者对于求解悬索桥成桥状态已做了许多研究，该非线性问题的求解方法可主要分为两类：有限元法[4−6]和数值迭代法[7−13]。

有限元法通常以主缆跨中垂点高程为收敛目标，对悬索桥模型缆索单元的节点位置和初始内力进行反复迭代，直至满足收敛目标时停止计算。然而，建立悬索桥有限元模型时由于无法准确确定主缆在索鞍上的切点位置，因此难以准确模拟索鞍与主缆的接触状况，得到的主缆无应力长度与吊索钢丝下料长度很难达到设计精度需求。因此通常将有限元法作为近似方法，用于结构验算。

数值迭代法根据相邻索夹间各主缆分段在自重作用下呈悬链线的特点，采用分段悬链线方程[7]推算悬索桥的构型，该方法需已知成桥吊索力，根据主梁架设方法采用有限位移理论[4,7,11]易确定吊索力。唐茂林等[7]首次提出了悬索桥成桥找形的分段悬链线方法，该方法考虑了索鞍影响但未给出具体计入方式。……