齐东春， 沈锐利， 刘章军， 谈云志

（1.三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002；2.西南交通大学土木工程学院，四川成都610031）

悬索桥有限元计算的三节点空间鞍座单元

齐东春1，2， 沈锐利2， 刘章军1， 谈云志1

（1.三峡大学土木与建筑学院，湖北宜昌443002；2.西南交通大学土木工程学院，四川成都610031）

为了进行空间缆索悬索桥主缆与塔顶鞍座间接触非线性的计算，开发了包括塔顶鞍座及两侧主缆在内的三节点空间鞍座单元.基于空间悬链线理论及主缆与鞍座的几何关系，对单元进行状态求解，得到主缆与鞍座的切点位置及切点索力，根据静力平衡条件计算单元精确的节点力；由增量代替微分，根据切线刚度矩阵的定义计算单元刚度矩阵的元素.空间鞍座单元自动满足主缆与鞍座相切，通过修改一个参数可实现鞍座顶推的计算.计算表明：计算结果与数值解析解结果完全相同，收敛速度较快，在每次状态求解时，迭代次数在12次以内.

悬索桥；空间鞍座单元；有限元法；接触非线性；切线刚度矩阵

主缆与鞍座的接触非线性问题一直是悬索桥计算的难题［1］.为解决这一问题，国内外学者采用解析法和有限元法两种不同方法对平面缆索体系悬索桥的主缆与鞍座接触非线性问题进行了探讨.文献［2-3］采用解析法，根据主缆与塔顶鞍座的几何关系和静力平衡条件建立了多元非线性方程组，求解方程组获得主缆与鞍座在成桥状态下的切点位置.由于解析法在成……