懸索橋成橋狀態(tài)主纜線形是由分段懸鏈線組成,而空纜狀態(tài)時邊跨和主跨主纜線形各是一條懸鏈線,本文根據(jù)這一特點分別制定了懸索橋成橋狀態(tài)和空纜狀態(tài)的程序編制流程圖,并通過編寫程序化語言,實現(xiàn)了成橋狀態(tài)和空纜狀態(tài)線形的參數(shù)化分析。
為了驗證程序的正確性,本文用三個算例的計算結(jié)果與程序運行結(jié)果進行對比驗證,其中兩個算例是理論算例,一個算例是實際案例,即普立特大橋案例,在做普立特大橋案例時,本文利用有限元軟件Midas建立了整橋模型,通過計算提取出懸索橋的相關(guān)參數(shù),包括纜索線形、無應力索長、索鞍預偏量等,然后將此結(jié)果與本文編寫的程序計算結(jié)果進行對比,最后發(fā)現(xiàn)計算誤差控制在了相當小的范圍之內(nèi),有力地說明了本文程序是切實可行的。
由于程序的正確性得到了很好的驗證,本文利用此程序進行了參數(shù)分析,研究對象主要包括纜索線形、纜索最大軸力、纜索無應力索長以及左右索鞍預偏量,具體方法是,通過改變一些參數(shù)的取值,來計算得到某一研究對象的計算結(jié)果的變化趨勢,然后將這兩個數(shù)值通過坐標的形式,在坐標系中體現(xiàn)為一系列點,通過MATLAB軟件將這些點進行很好的擬合,最后找出二者的關(guān)系曲線,從而得到研究對象與各參數(shù)之間的規(guī)律。本文完成的主要工作如下:
①對纜索線形的計算方法進行了調(diào)研。詳細的推導了拋物線線形方程和懸鏈線線形方程,并介紹了直線索段法和拋物線索段法。
②根據(jù)懸索橋成橋狀態(tài)和空纜狀態(tài)的特點,制定了成橋狀態(tài)程序編制流程圖以及空纜狀態(tài)程序編制流程圖。
③將流程圖程序化,并通過三個算例驗證程序的正確性。其中兩個理論算例,一個實際案例,即普立懸索橋案例。
④成橋狀態(tài)參數(shù)化分析,分別以纜索線形、纜索最大軸力、纜索無應力索長為研究對象,而空纜狀態(tài)參數(shù)化分析,只以左右索鞍預偏量為研究對象,經(jīng)過分析得出這些研究對象與各參變量之間的規(guī)律。
本文對進一步研究主纜線形的特征具有積極作用。