彭 苗

(厦门理工学院 土木工程与建筑系， 福建 厦门 361024)

1 概 述

空间缆索自锚式悬索桥是近年来出现的一种新型结构形式，由空间主缆和倾斜的吊索组成。主缆和吊索均为只受拉悬链线柔索，在荷载作用下表现出较强的空间几何非线性。设计时给出了主缆在梁端和桥塔顶部的节点坐标、吊索在梁上的锚固节点坐标、以及跨中点的竖向坐标，对于其他主缆节点的空间坐标均为未知，从而吊索长度也为未知变量。由于索的几何非线性，主缆的坐标位置有无穷多组解存在，同时对应着不同的内力值。本文讨论了自锚式悬索桥空间缆索的求解方法，以确定主缆、吊索的空间位置和内力。

2 单索的悬链线理论

设计试算时，一般先假设主缆和吊索的截面积，其自重集度是已知量；倾斜吊索下端承受的桥面集中竖向分力已知，但水平分力未知。吊索及两吊索之间的主缆段均假定为其自身平面内的悬链线索，根据悬链线理论[1]：

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图1 单索的悬链线方程

3 递推-迭代计算流程

主缆在加劲梁或主塔鞍座的理论交点坐标以及主跨跨中某点的垂度值或竖向坐标作为设计指标预先拟定，吊索间距也可事先拟定。另外，由于各吊索的下端竖向力分量已知，主跨的主缆即具备了完备求解条件。总体而言，主跨主缆求解的已知条件有：主缆、吊索的材料、截面等特性；吊索在加劲梁上的下锚点坐标(AXi,AYi,AZi)，顺桥向的吊杆间距d=AXi+1-AXi；主缆在首、末两端的理论交点或锚固点坐标(X1,Y1,Z1)和(Xn,Yn,Zn)，其中下标“1”代表首端点，“n”代表末端点；……