斜拉橋的索力測(cè)量影響因素

包龍生 李廣

摘要：合理的成橋索力是斜拉橋的重要控制內(nèi)容，筆者運(yùn)用頻率法測(cè)量斜拉橋索力。影響索力的因素有邊界條件、剛度、垂度，文章對(duì)這些因素做比較詳細(xì)的分析。斜拉橋監(jiān)控中基于弦振動(dòng)原理的頻率法測(cè)得的數(shù)據(jù)表明具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用性，滿足了施工要求及合理的成橋線形。指導(dǎo)了實(shí)際的施工。

關(guān)鍵詞：斜拉橋；頻率法；索力；剛度

斜拉索的剛度與斜拉索的構(gòu)造有直接關(guān)系。當(dāng)斜拉索中的鋼絲是理想狀態(tài)下沒(méi)有粘結(jié)，索的總慣性矩就是各個(gè)鋼絲之和；當(dāng)斜拉索的鋼絲之間是完全粘結(jié)，則表示的是整體的慣性矩，兩種假設(shè)的差距很大。斜拉索的索長(zhǎng)也是引起彎曲剛度對(duì)索力的影響因素，影響的程度隨著索的增長(zhǎng)在減小，但是彎曲剛度在斜拉橋斜拉索的索力影響不大，一般在3%～5%之間。

斜拉橋中主梁和索塔是通過(guò)拉索連接的，拉索的兩端一端連接主梁一端連接主塔，兩端都是通過(guò)錨固連接。實(shí)際上索的兩端錨固既不是完全的固支也不是完全的鉸支，它的邊界條件是在兩者之間的狀態(tài)。索力的大小使索有偏向于固支或者鉸支。斜拉索端部的約束在斜拉索達(dá)到一定的長(zhǎng)度時(shí)就會(huì)慢慢的減小。分析表明短索的邊界條件對(duì)索力的求解有較大的影響。

在工程中斜拉索都會(huì)因?yàn)樽灾囟a(chǎn)生或大或小的垂度。垂度的大小直接與索的長(zhǎng)短和直徑有關(guān)。當(dāng)忽略拉索的垂度，就會(huì)使斜拉索的索力結(jié)果偏大。一般垂度對(duì)低階頻率影響較大，對(duì)高階的頻率相對(duì)影響較小。在解決垂度對(duì)斜拉索頻率影響時(shí)引入了無(wú)量綱參數(shù)k，表達(dá)式如下： （）當(dāng)k>1.5時(shí)，斜拉索可以認(rèn)為是沒(méi)有收到垂度的影響，其為張緊的狀態(tài)下，式中的H是索的張力沿著水平方向的分力。

結(jié)論：

通過(guò)對(duì)彎曲剛度、垂度、邊界條件等因素的分析，在施工控制過(guò)程中對(duì)索力進(jìn)行精確的測(cè)量，指導(dǎo)了橋梁的施工，達(dá)到了施工控制的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李國(guó)豪.橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與振動(dòng)[M].中國(guó)鐵道出版社，1992.

[2] 史家鈞，用隨機(jī)振動(dòng)法測(cè)量曼谷Rama IX斜拉橋索力，土木工程學(xué)報(bào)，NO.2，1992

作者簡(jiǎn)介：

包龍生（1971—），男，教授，博士，主要從事橋梁工程結(jié)構(gòu)方向的研究。

李 廣（1989—），男，道路鐵道在讀研究生，研究方向?yàn)闃蛄罕O(jiān)控。