马召宇， 许福友， 檀永刚

(大连理工大学 建设工程学部，大连 116024)

1 引 言

随着悬索桥跨度的增加，其横向刚度和动力稳定性不断降低，因此空间主缆得到广泛采用，以提高悬索桥横向刚度和稳定性，如韩国永宗桥和杭州江东大桥等。另外，一些较窄的人行悬索桥，其主梁刚度和抗风稳定性相对较差，需要加设空间风缆，如河北平山红崖谷玻璃吊桥和日本九重梦大桥等。相比于平面缆索，空间缆索的线形计算应考虑主缆和吊杆的耦合效应，计算过程更为复杂。目前主要有分段悬链线法[1,2]SCM(Segmental Catenary Method)和有限元法两类方法。

罗喜恒等[3]以空间的主缆索段为研究对象，将SCM扩展至空间缆索的线形计算。李传习等[4]推导了悬索桥空间主缆线形变化刚度矩阵的递推公式，提高了SCM的计算效率。文献[5-8]基于空间分段悬链线理论对SCM加以修正，改善了其计算性能。SCM迭代参数少，求解速度快，是目前计算精度最高，应用最普遍的方法。但该方法对迭代初值敏感，迭代过程容易发散，且需要推导复杂的悬链线方程，编程求解非线性方程组，不便于一般工程师和科研人员使用。有限元法[9]更具有通用性，在方便应用、收敛性等方面相对SCM更有优势，也可以实现空间缆索的线形计算。文献[10,11]将悬链线理论和有限元法相结合计算缆索线形，计算过程过于复杂，耗时较多。Sun等[12,13]将计算拱桥合理拱轴线的思想用于悬索桥空间主缆的线形计算，提出了坐标迭代法。该方法收敛稳定，但仍需要编程实现，不便在通用有限元软件中应用。……