悬索桥设计理论和施工控制技术

本书以大跨悬索桥的主缆为研究对象，依托金东大桥、南粤狮子洋大桥等悬索桥工程或方案，在分段悬链线的解析框架下，深入挖掘并分析主缆找形的关键，重点关注施工中关键参数的计算及误差的修正；通过对成桥状态、空缆状态、基准索股架设等不同阶段主缆线形的深入研究，来保证主缆找形的准确性及可靠性，提出的方法在悬索桥设计和施工方面极具借鉴意义。为充分发挥解析法的优势，对三塔悬索桥、双缆悬索桥、空间索面悬索桥等特殊类型的悬索桥结构形式进行了一系列关键问题研究，研究结果可供工程设计人员及学术研究人员参考。本书主要面向土木工程专业的高等院校师生，以及桥梁工程设计和施工技术人员。

前言
第1章绪论1
1.1悬索桥的发展1
1.1.1国外悬索桥的发展1
1.1.2国内悬索桥的发展4
1.2悬索桥主缆找形的研究现状6
1.3主要研究内容10
参考文献10
第2章悬索桥主缆线形和吊杆力的迭代算法13
2.1引言13
2.2主跨主缆找形14
2.2.1主跨找形分析14
2.2.2算例18
2.3吊杆力的精细化计算20
2.3.1有限元建模20
2.3.2迭代算法21
2.3.3算例22
2.4本章小结29
参考文献29
第3章悬索桥主缆线形和施工参数的解析算法31
3.1引言31
3.2成桥状态下的主缆找形32
3.2.1主跨32
3.2.2边跨37
3.2.3锚跨40
3.2.4桥塔预抬高量44
3.3空缆状态下的主缆找形44
3.3.1主缆线形的未知量44
3.3.2主缆线形的耦合方程44
3.3.3求解55
3.4算例55
3.4.1成桥线形55
3.4.2空缆线形62
3.5本章小结64
参考文献64
第4章悬索桥施工中主索鞍顶推时机和顶推量的解析算法65
4.1引言65
4.2主索鞍初始预偏量的算法67
4.2.1成桥时主缆无应力长度67
4.2.2主索鞍的初始预偏量68
4.3主索鞍的顶推时机69
4.4主索鞍的顶推量71
4.5算例73
4.6本章小结79
参考文献80
第5章悬索桥吊杆无应力长度和索夹安装位置的修正方法82
5.1引言82
5.2根据空缆线形反求主缆无应力长度83
5.3成桥线形计算85
5.3.1吊杆力修正85
5.3.2成桥找形85
5.4吊杆无应力长度及索夹安装位置的修正88
5.4.1吊杆无应力长度修正方法88
5.4.2索夹安装位置修正方法88
5.5算例89
5.5.1主缆无应力长度的计算结果89
5.5.2根据修正吊杆力求成桥线形90
5.5.3吊杆无应力长度及索夹安装位置的修正结果93
5.5.4讨论95
5.6本章小结97
参考文献97
第6章温度对悬索桥成桥和施工期主缆线形的影响98
6.1引言98
6.2考虑温度影响的主缆线形99
6.2.1主跨线形100
6.2.2左边跨线形103
6.2.3右边跨线形104
6.3主缆线形计算105
6.3.1基准温度下成桥线形105
6.3.2任意温度下成桥线形106
6.3.3基准温度下空缆线形107
6.3.4任意温度下空缆线形107
6.4算例108
6.4.1成桥状态110
6.4.2空缆状态112
6.4.3基准索股115
6.5讨论118
6.5.1施工状态的影响118
6.5.2主索鞍圆弧和桥塔弯曲变形的影响119
6.5.3边跨吊杆的影响120
6.6本章小结122
参考文献123
第7章基于实测主缆线形的吊杆力识别算法125
7.1引言125
7.2主缆线形与吊杆力的关系127
7.3吊杆力计算130
7.3.1几何条件（方法Ⅰ）130
7.3.2力学条件（方法Ⅱ）131
7.4算例131
7.4.1实测主缆线形131
7.4.2吊杆力识别132
7.4.3敏感性分析134
7.5本章小结138
参考文献139
第8章不等主跨三塔悬索桥主缆线形及其温度影响的解析研究141
8.1引言141
8.2主缆线形计算142
8.2.1主跨144
8.2.2次主跨145
8.2.3右边跨146
8.2.4左边跨147
8.2.5锚跨147
8.3温度影响148
8.3.1主缆线形的未知量148
8.3.2主缆线形的耦合方程149
8.3.3方程求解152
8.4算例152
8.4.1工程概况152
8.4.2主缆线形154
8.4.3温度的影响156
8.5本章小结158
参考文献159
第9章不等主跨三塔悬索桥中塔适宜刚度的解析算法162
9.1引言162
9.2主缆线形计算163
9.2.1吊杆力计算163
9.2.2主缆线形的未知量164
9.2.3控制方程164
9.3中塔刚度170
9.3.1中塔刚度下限170
9.3.2中塔刚度上限171
9.4算例173
9.4.1工程概况173
9.4.2中塔刚度合理区间176
9.5讨论178
9.5.1恒活载比的影响178
9.5.2摩擦系数的影响178
9.6本章小结179
参考文献180
第10章不等主跨双缆三塔悬索桥主缆线形及施工参数计算181
10.1引言181
10.2成桥线形计算183
10.3活载作用下的变形和内力186
10.3.1主缆线形的未知量186
10.3.2主缆线形的耦合方程187
10.3.3方程求解192
10.4空缆线形和施工参数192
10.4.1仅架设下缆193
10.4.2双缆架设完成193
10.5算例194
10.5.1工程概况194
10.5.2成桥线形196
10.5.3活载作用下的变形和内力198
10.5.4空缆线形和施工参数200
10.6讨论202
10.6.1桥塔刚度对活载效应的影响202
10.6.2双缆对中塔的纵向约束作用203
10.6.3与有限元法的对比203
10.7本章小结206
参考文献206
第11章地锚式空间缆索悬索桥的主缆找形和吊杆力计算209
11.1引言209
11.2空间缆索主缆线形计算211
11.2.1空间主缆的分段悬链线211
11.2.2吊杆力的准确计算216
11.3竖向矢跨比和横向矢跨比的关系219
11.4算例222
11.4.1主缆空间线形和吊杆力的解析法222
11.4.2主缆空间线形和吊杆力的迭代法226
11.4.3有关矢跨比的讨论231
11.5结论234
参考文献235
第12章基于循环调整的悬索桥全桥找形有限元方法238
12.1引言238
12.2已知吊杆力时的主缆找形方法239
12.3全桥找形方法241
12.3.1三跨主缆找形241
12.3.2锚跨找形245
12.3.3全桥找形246
12.4倒拆求空缆线形248
12.5算例249
12.5.1已知吊杆力时的主缆找形算例249
12.5.2全桥找形算例251
12.6本章小结255
参考文献256
第13章总结和展望258
13.1总结258
13.2展望263