刘凯园

(西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610031)

基于挠度理论对悬索桥进行竖向偏心荷载作用下的求解

刘凯园

(西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610031)

文章基于挠度理论，在挠度理论所作的各种假定前提下，推导并获得了在偏心荷载作用下，加劲梁的扭转变形微分方程组，并介绍了求解方法和步骤。以一座悬索桥为例，分别采用挠度理论和有限元方法进行求解，并对两种计算方法的结果进行了比较，发现采用挠度理论在计算扭转变形方面保持了足够的计算精度。

挠度理论； 扭转变形； 有限元法

大跨度悬索桥在扭转荷载或偏心荷载作用下，加劲梁将作为主要的受力构件。扭转荷载是由于荷载的偏心产生的，即荷载作用线不经过横截面的剪切中心[1]。以往计算偏载效应的方法是应用杠杆原理将竖向偏载分配到两侧吊杆，然后分别对两侧作竖向的平面结构分析，或者将竖向荷载乘一个考虑偏载效应的放大系数，只作一个平面结构分析，不进行扭转分析，这种方法没有对结构抵抗扭矩的截面特性作出要求。

1 挠度理论

挠度理论[1-2]的一般假定为：(1)恒载沿跨度均匀分布，无活载状态下主缆线型为抛物线；(2)加劲梁沿跨度等直；(3)吊杆假设为均匀分布的膜；(4)所有材料符合胡克定律(图1)。

图1 挠度理论采用的模型

在上述的假定下，主缆在恒载状态下的线形方程为：

如果在上述四个假定的基础上，不考虑吊杆的伸缩和倾斜，也不考……