橋塔約束剛度對單跨雙纜懸索橋受力特性的影響

馮國瀚，陳進昌，雷俊卿*

(1.北京交通大學 土木建筑工程學院，北京市 100044；2.中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司)

目前已建成的懸索橋以單跨懸索橋居多，而隨著跨度的增大，再增大單跨懸索橋的跨徑從設(shè)計和施工方面來說，都不是特別的經(jīng)濟。特別對于寬水面的江河和海域，多塔懸索橋就凸顯出特有的優(yōu)勢。但是多塔懸索橋也有致命的缺點，就是由于中間塔沒有邊錨索的有效約束，在荷載作用下，整個結(jié)構(gòu)會有較大的變形。增加中間橋塔的剛度可以減小這種結(jié)構(gòu)變形，但是會使橋塔的底部承受巨大的彎矩與剪力，所以這種方法并不可取。由于傳統(tǒng)懸索橋的這個缺點，一些研究者就從改變懸索橋的結(jié)構(gòu)入手，提出了雙纜懸索橋這種新型結(jié)構(gòu)，并進行了基本的力學分析，說明了雙纜懸索橋的合理性。柴生波等通過數(shù)學推導及有限元模擬詳細分析了單跨及多跨雙纜懸索橋的力學特性，研究表明：相比于傳統(tǒng)的多塔懸索橋，雙纜多塔懸索橋在承受不平衡力時，塔頂位移及跨中撓度明顯減小。雖然有很多學者都研究了雙纜懸索橋的力學特性，但是他們在研究單跨雙纜懸索橋時，將主塔塔頂作為約束處理，并沒有考慮橋塔的約束剛度，該文考慮橋塔約束剛度對單跨雙纜懸索橋的受力特性，并推導相關(guān)理論公式，分析力學特性的本質(zhì)。

1 雙纜懸索橋結(jié)構(gòu)特點

與傳統(tǒng)懸索橋不同的是雙纜懸索橋有兩根主纜，而且主纜的垂跨比不同，如圖1所示，因此在受力時與傳統(tǒng)懸索橋存在區(qū)別，雙纜懸索橋通過協(xié)調(diào)變形調(diào)節(jié)力在兩根主纜的分配比例?！?br>