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簡述懸索橋靜力計算理論的發(fā)展 發(fā)布時間：2017-05-02 瀏覽次數(shù)：1489
懸索橋靜力計算理論的發(fā)展大致分為三個階段：
第一階段：彈性理論。該理論由法國的納維爾在伯努利的懸鏈線纜數(shù)學(xué)理論和富斯的拋物線理論的基礎(chǔ)上，于1823年提出的。該理論主要用于計算懸索橋在豎向荷載作用Ｆ內(nèi)力。它假設(shè)主纜線形為二次拋物線；活載作用下主纜的幾何線形、長度和撓度不變；吊索不因活載作用而伸長和傾斜；疊加原理仍然成立等。實踐證明，彈性理論因為沒有考慮懸索橋的幾何非線性，其計算結(jié)果并不符合實際，其內(nèi)力計算結(jié)果總是偏大，且隨跨度的增大誤差明顯加劇，造成材料的浪費和結(jié)構(gòu)的不合理。但是，包括著名的布魯克林橋在內(nèi)，美國19世紀(jì)末到20世紀(jì)初建造的較小跨懸索橋都是用彈性理論計算的。
第二階段：撓度理論。由奧地利的梅蘭于1888年提出。因為撓度理論的平衡方程是建立在主纜變形后幾何位置之上的，考慮了幾何非線性和重力對剛度的有利影響，因此其內(nèi)力計算結(jié)果更接近實際值，并明顯小于彈性理論的結(jié)果，因此可以采用較纖細(xì)的加勁梁。20世紀(jì)初到20世紀(jì)80年代世界各國建造的懸索橋大部分采撓度理論設(shè)計，并使懸索橋的跨徑很快地突破了1000m大關(guān)。撓度理論的主要不足之處包括：它仍然建立在一系列理想化假定之上；只適用于豎直形式吊索的懸索橋，對復(fù)雜形式的懸索橋無能為力；只能進(jìn)行平面內(nèi)分析，而不能進(jìn)行空間分析。
第三階段：有限位移理論。該理論實質(zhì)上是將無限自由度的懸索橋結(jié)構(gòu)通過相互連接的單元離散成有限自由度的計算模型，是考慮了活載作用對變形影響即幾何非線性的位移法，屬于有限元方法的范疇。有限位移理論于20世紀(jì)60年代由帕格斯利、薩凡等學(xué)者提出并發(fā)展起來。由于該理論本身是一種嚴(yán)密的分析理論，因而不需要其它理論的那些理想假設(shè)，可很好地處理任意結(jié)構(gòu)形式、邊界條件、初始條件、作用荷載的懸索橋，也可進(jìn)行空間三維分析。
在這三種計算理論中，有限位移法的計算精度最高，適應(yīng)性最廣。但由于位移法平衡方程組的求解計算量非常巨大，所以通常必須借助計算機(jī)才能完成分析計算工作。
可見，懸索橋的計算理論是朝著更接近實際、更精確的方向發(fā)展的。
