断索对大跨度非对称斜拉桥力学性能的影响

刘庭凯

(广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，广东 广州 510507)

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斜拉桥作为大跨径桥梁的主要桥型已广泛应用于世界各国的桥梁工程，其第一受力体系由主塔(承压)、主梁(承弯)和斜拉索(受拉)构成，结构受力复杂。斜拉桥的跨度通常较大，因此桥梁主体结构承受的主要荷载并非活载，而是其自重，尤其是主梁。而斜拉索的主要作用是代替支墩的支承作用将桥面主梁的荷载传递至主塔，保证斜拉桥整体结构的受力平衡，变形合理。因此，保证斜拉索锚固可靠，正确传力，是斜拉桥安全运营的关键。然而，斜拉索属于柔性结构，且受力集中。在桥梁运营过程中，结构老化、疲劳以及车辆撞击、爆炸、火灾等因素均有可能导致拉索断裂失效[1]。斜拉桥是一种高次超静定结构，拉索断裂后其荷载转移，必然导致桥梁其他结构内力的重分布[2]。通常情况下，拉索断裂不会直接导致斜拉桥整体结构失稳或垮塌。然而，斜拉索的损坏隐蔽性极强，拉索断裂后，全桥结构的内力及变形均发生变化，偏离合理成桥运营状态[3]。桥梁结构整体性的损害极易引发结构的渐次崩溃，严重影响桥梁的安全性[4]。因此，斜拉桥断索的危害性仍需引起重视。大跨径非对称斜拉桥由于其主跨与次跨跨径不同，主塔两侧的结构变形及内力均不对称，受力状态较为复杂，断索工况下很可能产生附加变形和内力，不同断索位置导致的结构内力及变形的变化也必然有很大的差别[5]。……