吊拉组合加固中斜拉索索力的参数化分析

（ ５ ） （ ６ ）
Ｓ ｏ＝Ｓ一 ／ ｋ Ｓ
温度对元应力索长的影响可 以表示为
收稿日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ９— １ ３ 作者简介 ： 鄢生全 （ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 工程师。
移 。由图 ３可知 ， 斜拉索 ３的竖 向分力 与竖 向位 移的关 系近 似于线性关系 ， 而斜拉索 １ 的竖向分力与竖向位移 的关 系为 非线性关系。加劲梁处斜拉索锚 固端 向下位移时 ， 斜 拉索竖 向分力显著增大， 而向上位移时， 斜拉索竖向分力变化较小。 短斜拉索的竖向分力受 加劲梁 处斜 拉索锚 固端 竖向位移影 响程度大于长斜拉索 。
２ ０ １ ３年
第 ３期
黑 龙江 交通科 技
ＨＥ Ｌ Ｌ Ｏ ＮＧＪ Ｉ ＡＮＧ Ｊ Ｉ ＡＯＴＯＮＧ ＫＥ Ｊ
Ｎｏ ． ３， ２ ０ １ ３
（ 总第 ２ ２ ９ 期）
（ Ｓ ｕ ｍ Ｎ ｏ ． ２ ２ ９ ）
吊拉 组 合 加 固 中斜 拉 索 索力 的参 数化 分 析
中图 分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ２
１ 引 言
文献标识码 ： Ｃ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３一 Ｏ １ １ ９— ０ ２
Ｓ 温 度＝Ｓ ｏ （ １ Байду номын сангаас ａ ｋｔ ／ ） （ ７ ）
采用斜拉索加 固悬索桥完成后 ， 斜拉索在加劲梁处 的竖 向分力是变化 的， 即斜拉 索协 助主缆受力 的工作状态是不 断 变化的 ， 因此确定影 响斜拉索索力变化参数 的程度对精确 分 析加固效果至关重要 。
２ 工 程 概 况
某悬索桥 为管线越深沟 的构造物 ， 建成 于 １ ９ ８ ９年 ， 设 计 跨度 １ ０ ８ ｍ ， 理论矢高 １ ０ ． ８ ｍ， 矢 跨 比为 １ ／ １ ０ 。该桥设两 根 主缆 ， 主缆 由 四根 钢 丝绳 组 成 ， 钢丝绳规格为 Ｇ Ｂ １ １ ０ ２— ７ ４ ． ６× ３ ７＋１ × ５ ２—１ ６ ０ ０ ， 重力 式 锚 碇。全 桥 共 设 ３ ５对 吊
杆， 吊杆 由 啦 ６ ｍｍ的圆钢加工而成 。加劲梁与主塔均采用 空间钢桁架结构 。 由于提高产量要求 ， 拟对悬索桥进行技术改造提升承载
能力 ， 经过方案比选增 加 ８ 根斜 拉索协 助主缆 受力 ， 以提 高 主缆的安全 系数 。 ３ 斜拉索索状态计算原理 斜拉索计算的常见方法有悬 链线法 、 抛物线法和有限元 法， 其 中悬链线法为精确计算方法 ， 计算公 式如下
一
（ ４ ）
由图 ２ 可知 ， １ 号、 ３ 号斜拉索张拉后索力随 温度变化 的 关系近似于线形关系 ， １ 号斜拉 索的温度 一 索 力关系直线 的 斜率大于 ３ 号斜拉索 ， 环境 温度对短斜 拉索索力 的影 响程 度 大于长斜拉索 。
４ ． ２ 加 劲 梁 处斜 拉 索锚 固位 置 位 移 加劲梁处斜拉索锚 固位置位 移包含 竖 向位 移和水平 位
ｙ＝
根据公式 （ １ ）～（ ７ ） 建立 方程关 系 ， 分析 斜拉索 张拉后 索力 随环境温度 和位 移变 化 的情况 ， 计 算原 理如 下 ： （ １ ） 斜 拉索张拉完成后 ， 根据斜拉索张拉 索力 以及 ｌ 、 ｃ可 以得 出张 拉完成 时环境温度作 用下的无应力索长 Ｓ ｏ ； （ ２ ） 环境 温度 和 ｌ 、 ｃ发生变化后 ， 由环境温度 可得出 ． ｓ ， 根据ｓ 以及变化 后的１ 、 ｃ 可得 出新 斜拉 索 索力 。上 述关 系建立 的方 程为 超 越方程 ， 可 以采用迭代法求解 。 ＾ ■ ｖ 箱 ‘ 置 “ 嚣 越 ∞ ¨ ” ＂ ” ¨” ４ 斜拉索索力参数分析 悬索桥加 固后 ， 影响斜拉索索力变化 的因素 主要有参数 ｌ 和 ｃ以及环境温度 。该悬索桥斜 拉索初始 张拉力为 ８ ５ ｋ Ｎ， 斜拉索初始张拉温度为 １ Ｏ℃ ， 以具 有代 表性 的 １ 号（ 最短斜 拉索 ） 、 ３号 （ 最 长斜 拉索 ） 斜拉索 为例 ， 分别分析各因素对斜 拉索张拉后索力变化 的影 响情况 。１ 号、 ３号斜 拉索 的计算 参数见表 １ 。 表１ １号 、 ３号斜拉索计算参数
鄢 生全
（ 广 东长大公路工程有限公司第一分公 司 ）
摘
要： 为 了精确分析斜拉索加固悬索桥主缆受 力状态 ， 采用悬链 线方法针对 影响斜拉索张拉后索力 变化 的
因素进行研究。以某管线悬索桥为背景 ， 结合现场量测数据， 通过参数化分析， 提出影响该悬索桥斜拉索张
拉后索力变化 的主要参数 为环境温 度和加劲梁处斜拉索锚 固位置竖向位移。 关键词 ： 悬索桥 ； 吊拉组合 ； 斜拉索 ； 参数化分析
・
ｌ １ ９・
图 ２ 斜 拉 索 索力 受 环 境 温 度 影 响 情 况
图 ｌ 悬链线法计算 示意 图
由积分可得悬链线的长度 Ｓ 为
ｓ ＝ 等 叫号 ） ¨ ） ］
悬链线 由轴力引起的弹性伸 长量 △ｓ 为 △Ｓ ＝ Ｈ ／ ￣ ４ ｑ ［ Ｏ ． ５ ｑ ｚ ＋ ０ ． １ ２ ５ ｆ ｅ 一 （ ａ 一 一 ｅ （ 一 ） ｅ Ｉ ２ 。 ＋ ｅ 。 ） ］ 于是 ， 索的无应力索长 为
等 ［ 池 （ ｌ ａ ） ］
＝
（ １ ） （ ２ ） （ ３ ）
４ ． １ 环 境 温度
＝ ｓ ｈ ［ （ ｃ ｚ ） ｓ ｈ ］ ＋ 卢
差
式 中： ｇ 为单位索长重量 ； 日为拉索水 平方 向分力 ； 其余参数
意义见图 １ 所示。
斜拉索无应力索长 随着环 境温 度发生 变化 。当环境升 温时 ， 斜拉索无应力 索长增长 ， 斜拉索索 力就会减小 ； 当环境 降 温时 ， 斜 拉索无应 力索长减短 ， 斜 拉索索力就会增大 。