斜拉橋斷索分析中破斷拉索位置的參數分析

徐成龍，劉 志

(1.廣州市高速公路有限公司，廣州 510288；2.東南大學交通學院，南京 211189)

0 引言

斜拉橋的拉索是主梁與索塔間的傳力媒介。在實際運營中，斜拉索的抗力隨材料性能的退化而降低，若發生車輛撞擊、橋面火災、爆炸等突發事件，拉索存在突然破斷的風險。工程設計經驗表明，斷索工況有時會控制整個箱梁截面的設計，造成不經濟的設計。應對主梁、索塔和拉索分別選取合適的動力放大系數，在考慮斷索工況時，既能使索塔具有一定的富裕度，也可保證主梁與拉索的安全。

然而目前對斜拉橋在斷索下的動力分析主要考慮最長拉索的突然破斷，對斜拉橋由哪根拉索的突然破斷造成的結構響應最大尚未見研究結論。因此，首先確定斷索分析中的關鍵拉索是進行后續分析的基礎，本文針對這一問題對拉索的破斷位置進行參數分析，研究結論期望用于斜拉橋斷索工況的校核驗算參考。

1 工程概況

本文依托某鋼斜拉橋進行斷索分析，其跨徑布置為63m+257m+648m+257m+63m=1 288m。主梁為正交異性板鋼箱梁，梁高3.2m，寬37.2m。索塔為“人”字形，高215m，采用鋼-混組合結構，橋面以上為單箱三室鋼塔柱，下部為鋼筋混凝土塔柱。全橋共84對斜拉索，結構形式如圖1所示。

圖1 橋梁立面

2 有限元分析模型

本文采用通用有限元軟件ANSYS分析單根拉索突然破斷后斜拉橋的動力響應，建立依托工程的魚骨梁模型。主梁與索塔均采用Beam188單元，斜拉索采用Link180單元，拉索與主梁和索塔間用剛性梁進行連接。同時建立過渡墩與輔助墩的單元，用帶有剛度的彈簧模擬支座?！?br>