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吊橋計算理論的介紹 發布時間：2018-03-12 瀏覽次數：1636
吊橋又名懸索橋，指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸(或橋兩端)的纜索(或鋼鏈)作為上部結構主要承重構件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。
1、傳統的“彈性理論”
大纜支點位于塔頂，越過塔頂后，大纜兩端在地面附近進入錨碇。在主跨范圍內，其加勁梁的跨度是。在主跨之內，用許多豎向設置的吊索將纜和加勁梁連接起來。在纜的邊跨范圍，可設置若干個小跨度，因其在結構上同所說的懸索橋無關，這里不再分析。
彈性理論是懸索橋最早的計算理論，它使用超靜定結構計算方法，將懸索橋的結構看作主纜與加勁梁的結合體，在計算中只考慮由荷載產生的新的構件之間的平衡，其特點是恒載與活載的內力計算方法沒有差別，也就是在計算活載內力時沒有計入恒載產生的初始內力，此理論已經對懸索橋的整體剛度作出貢獻。此理論是建立在不考慮荷載的產生會影響內力大小與方向的基礎之上。因此，彈性理論是基于變形非常微小而可以忽略的計算假設，只能滿足早期跨度較小且加勁梁剛度相對較大的懸索橋的使用。
2、撓度理論
撓度理論認為主纜在恒載作用下取得平衡時的幾何形狀(二次拋物線)將因活載的作用而發生改變。主纜因活載作用而增加的拉力所引起的伸長量也應當在計算中加以考慮。用撓度理論計算所得內力比用彈性理論要小得多，根據懸索橋跨度大小，加勁梁的剛度大小，以及活載影響與恒載影響的比例，一般撓度理論的內力計算值比彈性理論減少-，因此，采用撓度理論來設計大跨懸索橋可比彈性理論大大節約材料。這也是相當長的一段時期內撓度理論在大跨度懸索橋設計計算中一直起主導作用的原因。
3、有限位移理論
當現代懸索橋的跨徑進一步增大時，加勁梁的剛度不斷相對減小。當加勁梁的高跨比不小于時，采用線性撓度理論分析懸索橋產生的誤差將不容忽視，為此，有限位移理論開始應用于現代懸索橋的結構分析中，基于矩陣位移法的有限元技術更能適應解決復雜結構的受力分析。一些有代表性的研究成果逐漸完善和發展了有限位移理論，應用有限位移理論的矩陣法可以綜合考慮體系節點位移影響和軸力效應，把懸索橋結構分析方法統一到一般非線性有限元中，是目前大跨懸索橋分析計算中普遍采用的方法。
