张晔芝,刘剑光,张晓龙

(中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075)



几何非线性对沪通公铁两用长江大桥的影响

张晔芝,刘剑光,张晓龙

(中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075)

摘要:在建的沪通公铁两用长江大桥是一座超大跨度、超大体量、超大活载的公铁两用斜拉桥。采用U.L空间非线性有限元分析方法，以主跨跨中挠度最大的活载工况为例，研究3种几何非线性效应对该桥的变形和受力状态的影响。结果表明，3种几何非线性对桥梁的变形和受力状态的综合影响最大达到12.60%(增大)；3种几何非线性效应中，斜拉索的垂度效应对于桥梁变形和受力状态的影响最大，达到7.73%，超过了大位移效应和梁柱效应的综合影响；用Ernst公式修正拉索弹模考虑拉索垂度效应的影响时，可用恒载+活载线弹性分析得到的索力，得到的结果较准确而避免了迭代计算；若用恒载索力修正拉索的弹模，将成倍夸大垂度效应的影响，因而是不可行的。

关键词：几何非线性；公铁两用斜拉桥；垂度效应；大位移效应；梁柱效应

在建的沪通公铁两用长江大桥(下称沪通桥)是一座国内外从未有过的超大体量的公铁两用斜拉桥，主桥的孔跨布置为(142+462+1092+462+142)m，全长2 300 m，采用三主桁三索面结构，上层通行6车道公路，正交异性板结构，下层通行4线铁路，闭口钢箱梁结构，钢箱梁的顶、底板都是正交异性板；主桁杆件与下层桥面系形成箱-桁组合结构，桁高16 m，节间长度14 m，桥宽35 m；最长的斜拉索达583.8 m，倾角为 24°，重量达782 kN/m。该桥结构庞大，构造复杂，荷载大，活载作用下主跨跨中的挠度达2 m左右，所以研究分析各种几何非线性因素对于该桥变形和受力状态的影响很有必要。……