第六章 拉索自重垂度对索力的影响(2)

大连理工硕士学位论文 第六章 拉索自重垂度对索力影响的计算分析

影响越大。如在其它条件不变的情况下，拉索长度达到300m，则理论倾角与梁上倾角、塔上倾角的差值可达到2o，这是一个不容忽视的量。因此对于长拉索，必须根据其梁上倾角、理论倾角、塔上倾角的大小，对其梁上索管角度和塔上索管角度进行修正，这对于施工中能否正确地确定索管的方位具有重要的意义。

表6.2.1 红枫湖大桥拉索倾角数值表

索号 A01 A02 A03 A04 A05 A06 A07 A08 A09 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22

Tab. 6.2.1 Angle values of Hongfenghu bridge's cables

理论倾角 76.751 70.23 64.517 59.585 55.328 51.68 48.477 45.705 43.269 41.136 39.258 37.602 37.402 37.210 37.028 36.853 36.684 36.523 36.368 36.220 36.077 35.939

梁上倾角 76.697 70.127 64.385 59.407 55.129 51.443 48.221 45.382 42.918 40.755 38.842 37.207 36.939 36.766 36.594 36.318 36.147 35.998 35.845 35.697 35.559 35.359

塔上倾角 76.804 70.332 64.648 59.761 55.525 51.915 48.730 46.024 43.616 41.512 39.669 37.993 37.860 37.649 37.457 37.381 37.214 37.041 36.884 36.737 36.588 36.511

索号 J01 J02 J03 J04 J05 J06 J07 J08 J09 J10 J11 J12 J13 J14 J15 J16 J17 J18 J19 J20 J21 J22

理论倾角 76.668° 70.056° 64.241° 59.204° 54.849° 51.112° 47.826° 44.983° 42.483° 40.295° 38.369° 36.675° 35.058° 33.618° 32.318° 31.143° 30.079° 29.111° 28.229° 27.416° 26.67° 25.979°

梁上倾角 76.614° 69.950° 64.105° 59.023° 54.650° 50.878° 47.576° 44.670° 42.144° 39.929° 37.888° 36.212° 34.570° 32.957° 31.608° 30.413° 29.298° 28.304° 27.482° 26.648° 25.882° 25.152°

塔上倾角 76.721° 70.161° 64.376° 59.383° 55.046° 51.344° 48.074° 45.293° 42.818° 40.657° 38.843° 37.132° 35.540° 34.269° 33.017° 31.862° 30.848° 29.905° 28.965° 28.174° 27.447° 26.794°

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注：表中角度均为顺桥向角度

6.3 拉索垂度对斜拉索索力的修正

由6.2节中拉索方程得到拉索斜率 y'x?0?tg??GG?tg??

2Tcos?2H考虑垂度影响后梁上索力的竖向分力

V1?Hy'x?0?H(tg??

G)2H

(6.3.1)

?Htg???V?G2G2即梁上索力的竖向分力V1=名义索力的竖向分力V-索重的一半。模型中索重的一半已作为荷载加在主梁上，因此应该用名义索力的竖向分力代替拉索的实际竖向分力。也就是说，计算时如果索单元按真实重量输入的话，所求得的名义索力即为考虑垂度影响后的有效索力。又由于索单元只有一个，只能输出其名义索力，故需求得梁上有效索力、塔上有效索力和名义索力之间的关系。

主梁上有效索力的大小直接决定了主梁弯矩的大小，故准确确定主梁上有效索力的大小至关重要。由图6.2.1：

T1?H/cos?1 T1?Tcos?1?tg?12

T1?Tcos?1?(tg??G2)2HGG2 T1?T1?sin??2 (6.3.2)

T4T?T1?T1?T

GG2?T(1?sin??2?1)T4T?T1为梁上有效索力与名义索力的差值。

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名义索力不能直接作为施工张拉力,一般斜拉桥施工时都把塔端作为拉索的张拉端，梁端作为拉索的固定端，下边推导拉索塔上张拉力与名义索力之间的关系，由图6.1.1，推理同上：

T2?H/cos?2 T2?Tcos?1?tg?22

T2?Tcos?1?(tg??G2)2HGG2 T2?T1?sin??2 (6.3.3)

T4T?T2?T2?T

GG2?T(1?sin??2?1)T4T?T2为塔上有效索力与名义索力的差值。

由上式(6.3.2)、(6.3.3)可看出，T1、T2不但与拉索重量及索力大小有关，还与理论倾角有关。表6.3.1给出了红枫湖大桥主跨拉索在不同张紧水平时梁端索力T1和塔端索力T2与名义索力之间的差值?T1和?T2，从表中数据可以看出，对于同一根斜拉索，不同的张拉水平，其索力差值?T1和?T2几乎均为常数，即索力差值与索力大小关系不大，同一根拉索可以用一个统一的索力差值代表所有索力水平时的索力差。此结论大大方便了施工。

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表6.3.1 红枫湖大桥拉索垂度影响索力修正表

Tab. 6.3.1 Modify value of the cable force under droops affection

索号 J01 J02 J03 J04 J05 J06 J07 J08 J09 J10 J11 J12 J13 J14 J15 J16 J17 J18 J19 J20 J21 J22

?T1 ?T2

T=300 T=1000 T=3000 T=6000 T=300 T=1000 T=3000 T=6000 -17 -10 -11 -13 -13 -14 -15 -18 -18 -18 -22 -22 -22 -28 -28 -27 -27 -27 -27 -27 -26 -26

-17 -10 -11 -13 -13 -15 -15 -18 -18 -19 -23 -24 -24 -31 -31 -31 -32 -32 -32 -33 -33 -33

-17 -10 -11 -13 -13 -15 -15 -18 -18 -19 -23 -24 -24 -31 -32 -32 -33 -33 -34 -34 -35 -35

-17 -10 -11 -13 -13 -15 -15 -18 -19 -19 -23 -24 -24 -32 -32 -33 -33 -34 -34 -35 -35 -36

17 10 11 13 13 15 15 19 19 20 25 26 26 35 36 37 38 40 41 42 43 44

17 10 11 13 13 15 15 18 19 19 24 25 25 33 34 34 35 36 37 37 38 39

17 10 11 13 13 15 15 18 19 19 24 24 25 32 33 33 34 35 35 36 36 37

17 10 11 13 13 15 15 18 19 19 24 24 25 32 33 33 34 34 35 35 36 37

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