第二章 · 索力调整

调斜拉索的张力,看主梁变形

斜索把主梁向上托,也把主梁拉向塔。直接拖动索上圆点,张力、作用分力和主梁响应同步改变。

施调量 · 输入调每根斜索的张力 T青色内索 / 橙色外索

→

传给主梁向上托力 V + 水平力 H在斜索下锚点作用

→

被调量 · 输出主梁位移 w、弯矩 M直接看桥上的变化

相同张力不等于相同向上托力:较陡的内索,把更多张力用于向上托梁。

精确输入

约束:0 ≤ T内、T外 ≤ 4000 kN;三个主梁支座竖向反力均不小于 0。

当前状态满足索力范围与支座不拔起条件。

锚点上的力θ 从水平线量起

↕ 点选或拖斜索圆点:上拖增力、下拖减力 · 同色左右两根同步

正在准备桥梁模型……

60 m + 60 m · 顶锚高差 40 m
q = 80 kN/m · EI = 272 × 10⁶ kN·m²
紫色梁:变形 ×300;虚线:原位置
所选截面
赭红:正弯矩,下缘受拉深蓝:负弯矩,上缘受拉

紫色主梁是放大后的变形实体,虚线是未变形位置;三处支点位移始终为零。索下锚点随显示梁移动;力箭头按未变形斜索方向分解,显示放大不改变计算几何。

托力相同,较平的索需要更大张力

两幅图采用同一力的比例尺。斜边是张力 T,竖边是托力 V,横边是水平力 |H|。

对应的力与变形

全梁弯矩均方根—初始索力为对照基准

所选截面 x = 30.0 m——

主梁支座左端 x = 0塔位 x = 60右端 x = 120
向上反力 / kN———

每根斜索拉力 T / kN向上分力 V / kN水平分力 |H| / kN
内索 · x = 40、80 m———
外索 · x = 20、100 m———

索力怎样进入主梁计算

竖向分力改变弯曲Vj = Tj sin θj外索 θ = 45°;内索 θ ≈ 63.435°。

水平分力形成轴压|Hj| = Tj cos θj左半桥索力向右,右半桥向左;主梁受压取 N < 0。

中支点保持位移为零Rc = [w(q)(60) − ΣVjG(60,aj)] / G(60,60)G 是 120 m 简支梁的单位向下荷载柔度;中支点反力是向上的冗余力。

M(x) = qx(120−x)/2 − ΣVjgM(x,aj) − RcgM(x,60)

J = ∫₀¹²⁰ M(x)² dx → 最小;0 ≤ T内、T外 ≤ T上限;R左、Rc、R右 ≥ 0。

gM 是简支梁单位向下集中力的弯矩影响函数。挠度采用相同的力与支承条件计算。索力调整改变弯曲与轴压,单纯减小弯矩并不等于完成主梁或拉索的承载力验算。