CN108647477B - 一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法 - Google Patents

一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108647477B
CN108647477B CN201810678695.7A CN201810678695A CN108647477B CN 108647477 B CN108647477 B CN 108647477B CN 201810678695 A CN201810678695 A CN 201810678695A CN 108647477 B CN108647477 B CN 108647477B
Authority
CN
China
Prior art keywords
span
line
main cable
main
spinning wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810678695.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108647477A (zh
Inventor
檀永刚
李志刚
张哲�
黄才良
邱文亮
王会利
潘盛山
王骞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201810678695.7A priority Critical patent/CN108647477B/zh
Publication of CN108647477A publication Critical patent/CN108647477A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108647477B publication Critical patent/CN108647477B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D11/00—Suspension or cable-stayed bridges
    • E01D11/02—Suspension bridges
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/16—Suspension cables; Cable clamps for suspension cables ; Pre- or post-stressed cables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

本发明提供了一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法，属于桥梁工程技术领域。首先给定悬索桥主跨主缆的跨度、主跨主缆的矢高、边跨主缆的跨度、索塔高；然后分别以主跨主缆的跨度和主跨主缆的矢高为边长做出参考矩形；再以任意半径做出角度从0‑2π的完整的旋轮线；使参考矩形的边中点与旋轮线的底中点重合；旋轮线的底中点固定不变，采用适当的比例缩放旋轮线，使旋轮线刚好通过参考矩形的两个交点；最后截取参考矩形内部区域的旋轮线作为悬索桥中跨主缆的线形。该发明采用旋轮线作为悬索桥主缆的线形，可以提高桥梁在活载影响线最不利工况下的承载能力，并且旋轮线也具有优美的外形，设计方法简单易行。

Description

一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，涉及到桥梁结构体系，特别涉及到一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法。
背景技术
在目前的悬索桥中，主缆线形一般采用经过修正的抛物线或者悬链线，这种主缆线形比较适合于沿跨径均布的荷载。但在桥梁设计时，通常以活载影响线最不利位置进行加载，那么抛物线或者悬链线线形的悬索桥在最不利荷载作用下的受力并不是最优的选择。
发明内容
本发明提供了一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法，对于按活载影响线最不利工况下的桥梁受力状态有较大的改善。
本发明的技术方案：
一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法，步骤如下：
将悬索桥主跨的主缆线形设计为的旋轮线中的一段，其方程的标准形式为：x＝R*(t-sin(t))，y＝R*(1-cos(t))，其中R是旋轮的圆半径；t是旋轮的转角，范围为0-2π；确定旋轮的半径R和旋轮起止的转角t，2π-t；
在确定悬索桥主缆线形时，首先给定如附图1中主跨主缆1的跨度L、主跨主缆1的矢高f、边跨主缆2跨度L1、索塔3的塔高H；然后画出长为L，宽为f的参考矩形4，见附图2；再以任意半径R，做出t从0到2π的完整的旋轮线5；使参考矩形4的边中点与旋轮线5的底中点重合，见附图3；旋轮线5的底中点固定不变，采用适当的比例缩放旋轮线5，使旋轮线5刚好通过参考矩形4的两个交点A和D；缩放比例系数K可以用下面公式求出：
Figure GDA0003099544790000021
Figure GDA0003099544790000022
根据已知条件L、f，由第一个公式求出t，代入第二个公式求出K。
最后截取参考矩形4内部区域的旋轮线作为悬索桥主跨主缆1的线形。
边跨主缆2的线形可以根据在索塔3处水平分力相等的原则采用悬链线(无边跨吊杆时)或者抛物线(边跨有吊杆时)确定，这是常规设计方法。
本发明的效果和益处是：
1)主跨主缆线形采用旋轮线，可以提高桥梁在活载影响线最不利工况下的承载能力。
2)旋轮线也具有优美的外形。
3)旋轮线设计方法简单易行。
附图说明
图1是悬索桥主要设计参数示意图。
图2是参考矩形与旋轮线图。
图3是旋轮线缩放截取示意图。
图中：1主跨主缆；2边跨主缆；3索塔；4参考矩形；5旋轮线；
6缩放后的旋轮线；L主跨主缆的跨度；f主跨主缆的矢高；
L1边跨主缆的跨度；H索塔的塔高。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式，以主跨100m、边跨30m的悬索桥为例。
(1)预先确定矢跨比1/10，即f＝10m，桥塔高H＝13.8m。画出长为L＝100m，宽为f＝30m的参考矩形4；
(2)再以任意半径R，这里取20m半径做出t从0到2π的完整的旋轮线5，见图2；
(3)让参考矩形4的边中点与旋轮线5的底中点重合，见图3；
(4)旋轮线5的底中点固定不变，根据已知条件L、f，由公式
Figure GDA0003099544790000031
求出t，再代入公式
Figure GDA0003099544790000032
求出K。采用比例K＝1.6467缩放旋轮线5，使旋轮线5刚好通过参考矩形4的两个交点A和D；
(6)最后截取参考矩形4内部区域的旋轮线作为悬索桥主跨主缆1的线形。
(7)边跨主缆2的线形可以根据在索塔处水平分力相等的原则采用悬链线，用传统的解析法或有限元法确定。

Claims (1)

1.一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法，其特征在于，步骤如下：
将悬索桥主跨的主缆线形设计为的旋轮线中的一段，其方程的标准形式为：x＝R*(t-sin(t))，y＝R*(1-cos(t))，其中R是旋轮的圆半径；t是旋轮的转角，范围为0-2π；确定旋轮的半径R和旋轮起止的转角t，2π-t；
在确定悬索桥主缆线形时，首先给定悬索桥主跨主缆(1)的跨度L、主跨主缆(1)的矢高f、边跨主缆(2)跨度L1、索塔(3)的塔高H；然后画出长度与跨度L相等的，宽度与矢高f相等的参考矩形(4)；再以任意半径R，做出t从0到2π的完整的旋轮线(5)；使参考矩形(4)的边中点与旋轮线(5)的底中点重合；旋轮线(5)的底中点固定不变，采用适当的比例对旋轮线(5)进行缩放，使旋轮线(5)通过参考矩形(4)的两个交点A和D；缩放比例系数K用下面公式求出：
Figure FDA0003099544780000011
Figure FDA0003099544780000012
根据已知条件L、f，由第一个公式求出t，代入第二个公式求出K；
最后截取参考矩形(4)内部区域的旋轮线作为悬索桥主跨主缆(1)的线形；
边跨主缆(2)的线形根据在索塔(3)处水平分力相等的原则采用无边跨吊杆时的悬链线或边跨有吊杆时的抛物线确定。
CN201810678695.7A 2018-06-27 2018-06-27 一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法 Active CN108647477B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810678695.7A CN108647477B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810678695.7A CN108647477B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108647477A CN108647477A (zh) 2018-10-12
CN108647477B true CN108647477B (zh) 2021-08-10

Family

ID=63753664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810678695.7A Active CN108647477B (zh) 2018-06-27 2018-06-27 一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108647477B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110189609B (zh) * 2019-05-15 2021-06-25 中国石油大学(北京) 悬链线教学演示装置
CN114032772B (zh) * 2021-10-29 2024-04-26 成都林立宇坤勘察设计有限公司 一种悬索桥as法架设主缆成型器单元综合节点设计方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102251465A (zh) * 2011-05-03 2011-11-23 张志新 一种承重缆索具有x形曲线的悬索桥
CN103061244A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 张志新 一种组合线形承重缆索的悬索桥及其施工方法
CN104631329B (zh) * 2014-12-30 2016-06-29 中铁大桥局集团有限公司 一种悬索桥连续式猫道整体线形调整方法
CN106284049A (zh) * 2016-09-26 2017-01-04 广西大学 塔锚合一悬索桥
CN106650099A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 大连理工大学 一种拱轴线为摆线的拱桥的设计方法
CN107190646A (zh) * 2017-07-03 2017-09-22 东南大学 悬索桥吊杆无应力下料长度修正方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102251465A (zh) * 2011-05-03 2011-11-23 张志新 一种承重缆索具有x形曲线的悬索桥
CN103061244A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 张志新 一种组合线形承重缆索的悬索桥及其施工方法
CN104631329B (zh) * 2014-12-30 2016-06-29 中铁大桥局集团有限公司 一种悬索桥连续式猫道整体线形调整方法
CN106284049A (zh) * 2016-09-26 2017-01-04 广西大学 塔锚合一悬索桥
CN106650099A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 大连理工大学 一种拱轴线为摆线的拱桥的设计方法
CN107190646A (zh) * 2017-07-03 2017-09-22 东南大学 悬索桥吊杆无应力下料长度修正方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Performance of accelerated oscillator》;Yonggang Tan等;《Advances in Mechanical Engineering》;20180305;第10卷(第4期);第1-10页 *
《一种自锚式悬索桥主缆线形的解析法》;檀永刚等;《公路交通科技》;20070131;第24卷(第1期);第88-92页 *
《悬索桥主塔纵向受力的估算方法》;李扬等;《深圳大学学报理工版》;20091031;第26卷(第4期);第389-392页 *
《悬索桥主缆线形解析方程解及应用》;张志国等;《工程力学》;20050630;第22卷(第3期);第172-176页 *
《斜吊杆悬索桥成桥主缆线形的确定》;李文武等;《湖南交通科技》;20130630;第39卷(第2期);第92-95页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108647477A (zh) 2018-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108647477B (zh) 一种主缆为旋轮线的悬索桥的设计方法
CN103791882A (zh) 一种拱坝全变形监测方法
CN208899372U (zh) 一种便于调节的市政道路限高装置
CN202034133U (zh) 特高压电站用棒形支柱瓷绝缘子
CN103311865A (zh) 一种齿条式调节弯头
CN204906021U (zh) 用于电机的定子组件和具有其的单相异步电机
CN203891557U (zh) 紧凑型绝缘支架
CN202969259U (zh) 抗拉压球型支座
CN205046743U (zh) 墙顶楔形砌块
CN207277947U (zh) 一种立体车库用轿厢平衡装置
CN204225272U (zh) 一种组合式可调节的钢构组件
CN204644197U (zh) 琉璃瓦上釉设备的悬臂式托料架
CN204225362U (zh) 一种异形截面汽车坡道钢柱
CN103311863A (zh) 一种螺栓式调节弯头
CN204081069U (zh) 一种建筑用巨型叶面结构
CN204376605U (zh) 电机转子平衡块和包含其的电机
CN203707905U (zh) 一种铸铝鼠笼转子
CN205840458U (zh) 330kV双回线路进变电所双层门架新型终端塔
CN205668882U (zh) 一种欧式电动悬挂起重机
CN105756194B (zh) 一种钢网格筒和核心筒及径向柔性索盘组成的杂交结构
CN202971529U (zh) 对应组合式传动轴
CN203374643U (zh) 新型双向推力圆柱滚子轴承
CN203312735U (zh) 一种螺栓式调节弯头
CN203368167U (zh) 压缩机电机转子的冲片结构
CN215331824U (zh) 一种转角塔

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant