各國(guó)大跨徑懸索橋建設(shè)風(fēng)格及成橋線形計(jì)算方法（圖文并茂）

各國(guó)大跨跨徑懸索索橋建設(shè)設(shè)風(fēng)格及及成橋線線形計(jì)算算方法2懸索橋跨越能力力最強(qiáng)的的橋型之之一3懸索橋的的起源——起源于中中國(guó)，藤藤橋、索索橋等。?？缍?00m：1880年至1920年-紐約，布布魯克林林（Brooklyn，1883，486m）橋，威威廉斯堡堡橋（Williamsboarg，1930，488m）橋，曼曼哈頓（（Manhattan，1909，448m）橋。跨度1000m：1931年-喬治、華華盛頓（（GeorgeWashington，1066m）橋；1937年金門（GoldenGate，1280m）大大橋橋。。1940年-美國(guó)國(guó)華華盛盛頓頓州州的的塔塔可可馬馬（（Tacoma，主主跨跨853m）大大橋橋的的風(fēng)風(fēng)毀毀引引起起人人們們對(duì)對(duì)懸索索橋橋抗抗風(fēng)風(fēng)的反反思思。。1964年-建成成韋韋拉拉扎扎諾諾（（VerrazanoNarrowsBr.）橋橋（（雙雙層層，，主主跨跨1298m）的的記記錄錄一一直直保保持持至至上上世世紀(jì)紀(jì)80年代代初初。。1966年建成成主主跨跨988m的塞塞文文（（Severn）橋橋。。歷史史4布魯魯克克林林橋橋（（Brooklyn，1883，486m），，美美國(guó)國(guó)，，紐紐約約5金門門大大橋橋，，1280m，美美國(guó)國(guó)，，1937年7新塔塔可可馬馬（（Tacoma，主主跨跨853m）大大橋橋81981年英國(guó)國(guó)的的恒恒伯伯爾爾（（Humber）橋（（主跨跨1410m）的建建成，，將保保持記記錄17年之久久的韋韋拉扎扎諾橋橋打破破。在亞洲洲，1962年福岡的的若戶戶橋，，主跨跨367m，至1988年建成的的南備備贊大大橋（（主跨跨1100m）結(jié)束束了亞亞州無無千米米跨大大橋歷歷史，，1998年，明石石海峽峽大橋橋（主主跨1990m）的建建成，，標(biāo)志志著大大跨懸懸索橋橋修建建重心心轉(zhuǎn)移移到了了亞州州。在中國(guó)國(guó)，1995年建成了了西陵陵長(zhǎng)江江大橋橋（主主跨900m）、1997年建成了了虎門門大橋橋（主主跨888m）。1998年的香港港青馬馬大橋橋（主主跨1377m）和1999年江陰長(zhǎng)長(zhǎng)江大大橋（（主跨跨1385m）分別列入入世界大跨跨度橋梁序序列中的第第四位與第第五位。主跨452m的汕頭海灣灣大橋采用預(yù)應(yīng)力力混凝土加加勁梁，在在世界同類類橋中跨徑徑排名第一。歷史9構(gòu)成：主纜、加勁勁梁、主塔塔、鞍座、、錨碇、吊吊索特征：柔性懸吊組組合體系。。成橋時(shí)，主主要由主纜纜和主塔承承受結(jié)構(gòu)自自重，加勁勁梁受力由由施工方法法決定。成橋后，結(jié)結(jié)構(gòu)共同承承受外荷載載作用，受受力按剛度度分配。構(gòu)成及特征征10主纜纜：結(jié)構(gòu)體系中中主要承重重構(gòu)件，是是幾何可變變體，主要要承受拉力力作用。主主纜在恒載載作用下具具有很大的的初始張拉拉力，對(duì)后后續(xù)結(jié)構(gòu)形形狀提供強(qiáng)強(qiáng)大的“重力剛度”，這是懸索索橋跨徑得得以不斷增增大、加勁勁梁高跨比比得以減小小的根本原原因主塔塔：抵抗豎向荷荷載的主要要承重構(gòu)件件，在恒載載作用下，，以軸向受受壓為主；；在活載作作用下，以以壓彎為主主，呈梁柱柱構(gòu)件特征征加勁梁梁：促證車輛行行駛、提供供結(jié)構(gòu)剛度度的二次結(jié)結(jié)構(gòu)，主要要承受彎曲曲內(nèi)力。彎彎曲內(nèi)力主主要來自結(jié)結(jié)構(gòu)二期恒恒載和活載載吊索索：：將加勁梁自自重、外荷荷載傳遞到到主纜的傳傳力構(gòu)件，，是連系加加勁梁和主主纜的紐帶帶，承受軸軸向拉力錨碇碇：錨固主纜的的結(jié)構(gòu)，它它將主纜中中的拉力傳傳遞給地基基，通常采采用重力式式錨和隧道道式錨構(gòu)件作用11（1）主纜采用用AS（AirSpinning）法架設(shè)。。（2）加勁梁采采用非連續(xù)續(xù)的鋼桁梁梁，適應(yīng)雙雙層橋面，，并在橋塔處處設(shè)有伸縮縮縫。（3）橋塔采用用鉚接或栓栓接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)。（4）吊索采用用豎直的4股騎跨式。。（5）索夾分為為左右兩半半，在其上上下采用水水平高強(qiáng)螺栓緊固。。（6）鞍座采用用大型鑄鋼鋼件。（7）橋面板采采用RC構(gòu)件。美國(guó)風(fēng)格懸懸索橋主要要特點(diǎn)12首次采用鋼鋼箱梁與斜斜吊索聞名名于世的塞塞文橋的建建成，標(biāo)志志著又一建建橋強(qiáng)國(guó)——英國(guó)的掘起起，代表了了歐洲風(fēng)格格，其主要要特點(diǎn)（1）采用流線線型扁平鋼鋼箱梁作為為加勁梁。。（2）早期采用用鉸接斜吊吊索，經(jīng)塞塞文橋、博博斯普魯斯橋以及恒恒伯爾橋的的實(shí)踐之后后，在博斯斯普魯斯二橋改回回到垂直吊吊索。（3）索夾分為為上下兩半半，在其兩兩側(cè)采用垂垂直于主纜的高強(qiáng)螺螺栓緊固。。（4）橋塔采用用焊接鋼結(jié)結(jié)構(gòu)或鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)。（5）鋼橋面板板采用瀝青青混合料鋪鋪裝。歐洲風(fēng)格懸懸索橋主要要特點(diǎn)13作為為后后起起之之秀秀—日本本，，其其懸懸索索橋橋技技術(shù)術(shù)具具有有隨隨時(shí)時(shí)代代進(jìn)進(jìn)步步的的特特色色，，主主要要特特點(diǎn)點(diǎn)：：（1）采采用用預(yù)預(yù)制制平平行行鋼鋼絲絲索索股股架架設(shè)設(shè)主主纜纜（（PWS法））。。（2）加加勁勁梁梁主主要要沿沿襲襲美美國(guó)國(guó)流流派派的的鋼鋼桁桁梁梁型型式式，，但但近近年來對(duì)對(duì)非雙雙層橋橋面的的梁體體已轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向采采用流流線型型扁平鋼箱箱梁。。（3）吊索索沿襲襲美國(guó)國(guó)流派派的豎豎直4股騎跨跨式，，未接接受英國(guó)早早期的的斜吊吊索。。（4）橋塔塔采用用鋼結(jié)結(jié)構(gòu)，，主要要采用用焊接接方式式。（5）鞍座座采用用鑄焊焊混合合方式式。（6）采用用鋼橋橋面板板瀝青青混合合料鋪鋪裝橋橋面。。（7）主纜纜索股股與錨錨碇內(nèi)內(nèi)鋼構(gòu)構(gòu)架采采用預(yù)預(yù)應(yīng)力力工藝藝錨固固日本風(fēng)風(fēng)格懸懸索橋橋主要要特點(diǎn)點(diǎn)14目前，，國(guó)際際上廣廣泛采采用的的懸索索橋結(jié)結(jié)構(gòu)及及工藝藝特點(diǎn)點(diǎn)：（1）主纜纜架設(shè)設(shè)方法法采用用AS法（英英國(guó)、、美國(guó)國(guó)）和和PWS法（日日本、、中國(guó)國(guó)）。。（2）加勁勁梁采采用流流線型型扁平平鋼箱箱梁型型式。。（3）吊索索為豎豎直形形式。。（4）錨固固方法法偏向向采用用鑄焊焊混合合結(jié)構(gòu)構(gòu)與預(yù)預(yù)應(yīng)力力錨固工藝。。廣泛采用用的懸索索橋結(jié)構(gòu)構(gòu)及工藝藝特點(diǎn)15（1）跨徑越越來越大大，從幾十米發(fā)展到近近2000m；（2）加勁梁梁高跨比比越來越越小，從從1/40下降到1/300；（3）主纜等等主要承承重構(gòu)件件的安全全系數(shù)取取值越來來越低，，從4.0下降到2.0。現(xiàn)代懸索索橋的發(fā)發(fā)展中國(guó)懸索索橋歷史史與發(fā)展展16中國(guó)懸索索橋的歷歷史與發(fā)發(fā)展中國(guó)吊橋橋（索橋橋）歷史史悠久，，但多為為人行橋橋，跨徑徑小，適適應(yīng)性較較差?，F(xiàn)代懸索索橋雖然然源于古古代吊橋橋，但現(xiàn)現(xiàn)代懸索索橋的規(guī)規(guī)模、材材料、技技術(shù)含量量已和古古代吊橋橋不可同同日而語語，它集集中了當(dāng)當(dāng)代建筑筑學(xué)最尖尖端的理理論、工工藝、材材料，以以無與倫倫比的跨跨徑雄霸霸橋林，，即便是是橋林新新秀斜拉拉橋在跨跨徑上也也無力與與其爭(zhēng)鋒鋒。1995年，中國(guó)國(guó)第一座座現(xiàn)代大大跨徑懸懸索橋廣廣東省汕汕頭海灣灣大橋建建成，它它以452米的跨徑徑吹響了了中國(guó)大大跨徑懸懸索橋建建設(shè)的號(hào)號(hào)角。1996年，西陵陵長(zhǎng)江大大橋就將將這一紀(jì)紀(jì)錄提高高到900米。1997年，又建建成了跨跨徑888米的虎門門大橋。。同年，，香港青青馬大橋橋又實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了新的的跨越，，以1377米的跨徑雄雄居中國(guó)橋橋梁跨徑之之首。1999年江陰長(zhǎng)江江大橋又以以1385米的跨徑傲傲視橋林。。中國(guó)懸索索橋4年實(shí)現(xiàn)3次飛躍，每每次飛躍都都是450米的驚人數(shù)數(shù)字，這在在世界橋梁梁史上也絕絕無僅有。。中國(guó)懸索橋橋的歷史與與發(fā)展2009年，舟山連連島工程中中的西侯門門大橋以1650米跨徑排中中國(guó)第一，，世界第二二。中國(guó)懸索橋橋的歷史與與發(fā)展懸索橋安瀾橋，中中國(guó)四川成成都，中國(guó)國(guó)現(xiàn)存最早早的懸索橋橋懸索橋藤橋，西藏藏林芝懸索橋汕頭海灣橋橋（1995年），中國(guó)國(guó)汕頭，425米，中國(guó)第第一座現(xiàn)代代化懸索橋橋懸索橋西陵長(zhǎng)江大大橋（1996年），中國(guó)國(guó)湖北，900米，懸索橋橋懸索橋青馬大橋（（1998年），中國(guó)國(guó)香港，1377米，懸索橋橋吊橋國(guó)內(nèi)一些經(jīng)經(jīng)典異形橋橋梁洞口淘金橋橋（1989年），跨徑徑70米，中國(guó)湖湖南，自錨錨上承式懸懸?guī)蚴澜缡髴覒宜鳂蛐蛱?hào)橋名主跨(米)國(guó)家竣工時(shí)間1日本明石海峽大橋(AkashiKaikyoBridge)1991日本19982舟山西堠門大橋1650中國(guó)20093丹麥大貝爾特橋（大帶橋）（GreatBeltBridge）1624丹麥19964潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋1490中國(guó)20055英國(guó)亨伯橋（HumberBridge）1410英國(guó)19816江陰長(zhǎng)江公路大橋1385中國(guó)19997香港青馬大橋1377中國(guó)19978維拉扎諾橋（VerrazanoNarrowsBridge）1298美國(guó)19649舊金山金門大橋（GoldenGateBridge）1280美國(guó)193710武漢陽邏公路長(zhǎng)江大橋1280中國(guó)2007國(guó)外著名橋橋梁明石海峽大大橋（1998年），跨徑徑1991米，日本，，懸索橋舟山山西西堠堠門門大大橋橋，，1650m，中中國(guó)國(guó)浙浙江江舟舟山山大貝貝爾爾特特橋橋，，1624m，丹丹麥麥，，1996年潤(rùn)揚(yáng)揚(yáng)長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋，，1490m，中中國(guó)國(guó)，，2005年亨伯伯爾爾橋橋，，1410m，英英國(guó)國(guó)，，1981年金門門大大橋橋，，1280m，美美國(guó)國(guó)，，1937年國(guó)外外著著名名橋橋梁梁倫敦敦塔塔橋橋國(guó)外外著著名名橋橋梁梁394041柔性性懸懸吊吊組組合合體體系系，，施施工工過過程程幾幾何何非非線線性性突突出出；；成橋橋時(shí)時(shí)主主要要由由主主纜纜和和主主塔塔承承受受結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)自自重重，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)受受力力按按剛剛度度分分配配；；主纜纜在在恒恒載載作作用用下下具具有有很很大大的的初初始始張張拉拉力力，，對(duì)對(duì)后后續(xù)續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形狀狀提提供供強(qiáng)強(qiáng)大大的的““重重力力剛剛度度””；；主塔塔是是壓壓彎彎構(gòu)構(gòu)件件，，抗抗推推剛剛度度較較小小，，塔塔頂頂位位移移主主要要由由中中、、邊邊主主纜纜平平衡衡條條件件確確定定；；加勁勁梁梁是是受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件，，彎彎曲曲內(nèi)內(nèi)力力來來自自二二期期恒恒載載和和活活載載，，隨隨著著跨跨徑徑的的增增大大，，其其功功能能退退化化為為將將活活載載傳傳遞遞至至主主纜纜，，其其抗抗彎彎剛剛度度對(duì)對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)剛剛度度影影響響逐逐漸漸減減小小。。懸索索橋橋的的受受力力特特征征42吊索索是是重重要要的的傳傳力力構(gòu)構(gòu)件件，，其其內(nèi)內(nèi)力力決決定定主主纜纜線線形形，，也也決決定定主主梁梁恒恒載載彎彎矩矩；；錨碇碇錨錨固固主主纜纜，，傳傳遞遞主主纜纜力力至至基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，分分重重力力式式錨錨碇碇和和隧隧道道式式錨錨碇碇；；懸索橋成成橋狀態(tài)態(tài)確定極極其重要要。懸索橋的的受力特特征43彈性理論論(19世紀(jì)末20世紀(jì)初)撓度理論論(20世紀(jì)初~20世紀(jì)80年代)有限位移理論論及非線性理理論(20世紀(jì)80年代以來)懸索橋計(jì)算理理論的發(fā)展44基本假定主纜只受拉，，不承受彎矩矩，恒載下主主纜幾何線形形為二次拋物物線，恒載完完全由主纜承承擔(dān)?；钶d下下主纜的幾何何形狀及長(zhǎng)度度假定保持不不變。梁的抗彎剛度度EI沿梁長(zhǎng)不變。。吊索的“膜效效應(yīng)”。彈性理論45按上述假定，，懸索就是纜纜和加勁梁的的簡(jiǎn)單組合體體系。具有線線彈性性質(zhì)，，疊加原理對(duì)對(duì)它適用。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，可以為其其沿梁各點(diǎn)繪繪制彎矩和剪剪力的影響線線；而后讓活活載布置在最最不利位置，，進(jìn)行梁的彎彎矩和剪力值值計(jì)算，并按按這些值對(duì)梁梁進(jìn)行驗(yàn)算。。在這種情況況，加勁梁是是承重結(jié)構(gòu)體體系的重要組組成部分，而而結(jié)構(gòu)在活載載下的撓度則則是同加勁梁梁抗彎剛度EI密切相關(guān)的。。當(dāng)懸索橋的跨跨度不大,而且加勁梁的的高度取為跨跨度的1/40左右不感到為為難時(shí)，采用用彈性理論分分析是適宜的的。彈性理論46在彈性理論下下，可求得加加勁梁任意截截面的彎矩為為：彈性理論式中:Mp一一外荷載繞繞O點(diǎn)的力矩;Hp一一活載作用用下主纜張力力的水平分力力;y一一加勁梁任任意截面的豎豎向坐標(biāo)。適用范圍在跨度小于200m的懸索橋設(shè)計(jì)計(jì)中,當(dāng)加勁梁高度度取為跨徑的的l/40左右時(shí),采用彈性理論論是合適的。。對(duì)于跨度大于于300m以上的懸索橋橋,采用彈性理論論計(jì)算,所得結(jié)果比用用撓度理論計(jì)計(jì)算偏大20%一50%,加勁梁將相當(dāng)當(dāng)笨重,從而造成材料料的嚴(yán)重浪費(fèi)費(fèi),當(dāng)跨度增大到到一定程度時(shí)時(shí),彈性理論的計(jì)計(jì)算結(jié)果將嚴(yán)嚴(yán)重偏離實(shí)際際,達(dá)到不能接受受的程度。彈性理論撓度理論與彈彈性理論的根根本區(qū)別在于于：撓度理論在其其活載效應(yīng)的的計(jì)算中考慮慮了主纜在活活載作用下的的撓度，而彈彈性理論則是是假定主纜由由恒載所決定定的形狀，在在活載作用下下沒有任何改改變。撓度理論基本假定恒載沿橋梁的的縱向是均勻勻分布的；在恒載作用下下，在無活載載狀態(tài)下，主主纜線形為拋拋物線，加勁勁梁內(nèi)無應(yīng)力力；吊索是豎向的的，且是密布布的，在活載載作用下，只只考慮吊索有有拉力，而不不考慮吊索的的拉伸和傾斜斜；在每每一一跨跨內(nèi)內(nèi)加加勁勁梁梁為為等等直直截截面面梁梁，，即即截截面面慣慣性性矩矩在在一一跨跨內(nèi)內(nèi)為為常常量量；；主纜纜及及加加勁勁梁梁都都只只有有豎豎向向位位移移，，不不考考慮慮其其在在縱縱向向的的位位移移。。撓度度理理論論撓度度理理論論下下加加勁勁梁梁任任意意截截面面的的活活載載彎彎矩矩M如下下：：撓度度理理論論與彈彈性性理理論論相相比比，，撓撓度度理理論論多多出出了了最最后后一一項(xiàng)項(xiàng)(Hp+Hg)v，這這就就是是撓撓度度理理論論與與彈彈性性理理論論的的差差別別，，即即主主纜纜恒恒載載要要抵抵抗抗活活載載的的變變形形，，活活載載引引起起的的主主纜纜張張力力對(duì)對(duì)抵抵抗抗變變形形也也有有貢貢獻(xiàn)獻(xiàn)。。將將其其加加勁勁梁梁寫寫成成微微分分方方程程形形式式加加下下:撓度度理理論論這就就是是懸懸索索橋橋撓撓度度理理論論的的平平衡衡方方程程。。近似似方方法法等代梁梁法線性撓撓度理理論重力剛剛度法法撓度理理論撓度理理論在大跨跨度懸懸索橋橋的發(fā)發(fā)展過過程中中起到到了重重要的的作用用，但但它是是一種種解析析方法法，由由于微微分方方程的的求解解困難難而不不得不不加以以近似似處理理，忽忽略某某些影影響因因素，，例如如:(l)吊桿的的傾斜斜、伸伸長(zhǎng)；；(2)纜索節(jié)節(jié)點(diǎn)的的水平平位移移；(3)加勁梁梁的水水平位位移及及剪切切變形形等，，這些些因素素的忽忽略會(huì)會(huì)使跨跨度較較大的的懸索索橋分分析結(jié)結(jié)果受受到顯顯著的的影響響。在在這些些方面面，Timoshenko進(jìn)行過過有意意義的的討論論。盡盡管后后來有有不斷斷修正正的撓撓度理理論，，對(duì)吊吊桿伸伸長(zhǎng)及及主纜纜傾斜斜進(jìn)行行了考考慮，，但公公式推推導(dǎo)繁繁雜，，應(yīng)用用很不不方便便。因因此其其影響響遠(yuǎn)不不如撓撓度理理論。。撓度理理論有限位位移理理論是是相對(duì)對(duì)于微微小位位移理理論而而言的的，在在微小小位移移理論論中，，認(rèn)為為外力力產(chǎn)生生的變變形不不影響響力的的平衡衡，而而有限限位移移理論論中，，荷載載的平平衡狀狀態(tài)是是以變變形后后的結(jié)結(jié)構(gòu)狀狀態(tài)為為基礎(chǔ)礎(chǔ)的。。有限位位移理理論將將吊桿桿離散散化，，可以以適應(yīng)應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)細(xì)節(jié)節(jié)上的的任何何變化化，而而且其其可以以較全全面地地考慮慮幾何何非線線性的的因素素:荷載作作用下下的結(jié)結(jié)構(gòu)大大位移移；纜纜索自自重垂垂度的的影響響；恒恒載初初始內(nèi)內(nèi)力對(duì)對(duì)剛度度的影影響。。因而而能夠夠?qū)λ治鑫龅膶?duì)對(duì)象采采取更更符合合實(shí)際際的計(jì)計(jì)算模模型，，與撓撓度理理論相相比其其計(jì)算算結(jié)果果更為為精確確。有限位位移理理論大變形形問題題的考考慮——T.L列式和和U.L列式。?？傮w拉拉格朗朗日法法（T.L列式）在整個(gè)分分析過程程中,單元的應(yīng)應(yīng)變、位位移、單單元間節(jié)節(jié)點(diǎn)力的的方向均均以t=0時(shí)(變形前)的構(gòu)形作作為參考考,且參考位位形保持持不變,由此建立立的有限限元列式式即為總總體拉格格朗日列列式(T.L列式)。由于參考位位形不隨時(shí)間間和結(jié)構(gòu)的變變形而變化,因此對(duì)同一單單元,局部坐標(biāo)向整整體坐標(biāo)變換換時(shí)其變換關(guān)關(guān)系是不會(huì)隨隨結(jié)構(gòu)的變形形而變的。有限位移理論論按上述概念,利用虛位移原原理即可建立立基于T.L列式的平衡方方程：有限位移理論論其中：[K0]------彈性剛度矩陣陣，與節(jié)點(diǎn)位位移無關(guān)；[KL]------初始位移剛度度矩陣或大位位移剛度矩陣陣，是由大位位移引起的結(jié)結(jié)構(gòu)剛度矩陣陣變化，是位位移的函數(shù);[Kσ]------初應(yīng)力剛度矩矩陣，表示初初應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度的影響響，當(dāng)應(yīng)力為為壓應(yīng)力時(shí)，，切線剛度減減小，否則增增加。修正的總體拉拉格朗日法（（U.L列式）在建立t+Δt時(shí)刻物體平衡衡方程時(shí),如果我們選擇擇的參照構(gòu)形形不是t=0時(shí)的形,而是最后一個(gè)個(gè)已知平衡狀狀態(tài),即以本增量步步起始時(shí)的t時(shí)刻構(gòu)形為參參照構(gòu)形,這種列式稱為為修正的拉格格朗日列式(U.L列式),在該列式中,參考位形隨時(shí)時(shí)間和結(jié)構(gòu)的的變形而變化化,因此此對(duì)對(duì)同同一一單單元元,局部部坐坐標(biāo)標(biāo)向向整整體體坐坐標(biāo)標(biāo)變變換換時(shí)時(shí)其其變變換換關(guān)關(guān)系系隨隨結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的變變形形而而變變化化。。采采用用U.L列式式,平衡衡方方程程(2一9)中的的積積分分需需在在t時(shí)刻刻單單元元體體積積內(nèi)內(nèi)進(jìn)進(jìn)行行,且單單元元?jiǎng)倓偠榷染鼐仃囮囍兄写蟠笪晃灰埔苿倓偠榷染鼐仃囮嘯KL]積分分式式是是[K0]的一一階階或或二二階階小小量量,可以以略略去去,則增增量量形形式式的的U.L列式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)平平衡衡方方程程可可寫寫為為：有限限位位移移理理論論有限限位位移移理理論論------以變變形形后后結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為為參參考考的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)彈彈性性剛剛度度矩矩陣陣----以變變形形后后結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為為參參考考的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)初初應(yīng)應(yīng)力力剛剛度度矩矩陣陣有限限位位移移理理論論T.L列式式和和U.L列式式的的區(qū)區(qū)別別：：除在在大大位位移移剛剛度度矩矩陣陣[KL]上有有區(qū)區(qū)別別外外，，在在剛剛度度的的形形成成及及適適用用情情況況上上亦亦有有異異同同之之處處，，具具體體如如下下：：①剛度積積分域域不同同。T.L列式是是在初初始構(gòu)構(gòu)形的的體積積域內(nèi)內(nèi)進(jìn)行行，而而U.L是在變變形后后的體體積域域內(nèi)進(jìn)進(jìn)行；；②轉(zhuǎn)換矩矩陣不不同。T.L列式在在集成成總剛剛時(shí)，，始終終采用用初始始結(jié)構(gòu)構(gòu)的總總體坐坐標(biāo)中中的單單元結(jié)結(jié)構(gòu)方方向余余弦形形成轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換矩矩陣；；而U.L是用變變形后后的方方向余余弦形形成，，計(jì)算算過程程中不不斷改改變；；③關(guān)于計(jì)算精度。T.L列式中保留了了剛度矩陣中中的所有線性性和非線性項(xiàng)項(xiàng)，而U.L列式中忽略了了高階非線性性項(xiàng)。但是，U.L列式中由于忽忽略了大位移移剛度矩陣，，其在結(jié)構(gòu)的的大應(yīng)變分析析、彈塑性徐徐變分析等卻卻優(yōu)于T.L列式，更容易易用在考慮幾幾何、材料雙雙重非線性影影響的大型混混凝土橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)分析中。懸索橋的非線線性影響因素素荷載作用下的的結(jié)構(gòu)大位移移纜索自重垂度度的影響恒載初始內(nèi)力力對(duì)主纜剛度度的影響有限位移理論論拋物線法基本假定索是理想柔性性的,既不能受壓,也不能受彎；；索的材料符合合虎克定律,應(yīng)力與應(yīng)變符符合線性關(guān)系系;主纜的截面面面積和自重集集度在外荷載載作用下的變變化量十分微微小,可忽略不計(jì);在懸索橋的成成橋狀態(tài),因?yàn)橹骼|荷載載集度同加勁勁梁相比很小小,所以將其荷載載分布近似看看作為沿跨度度方向的均布布荷載。懸索橋成橋線線形計(jì)算方法法懸索橋成橋線線形計(jì)算方法法單索平衡方程程假定q(x)延跨長(zhǎng)均勻分分布q，則則兩次次積積分分并并考考慮慮邊邊界界條條件件，，得得因此此,當(dāng)假假定定主主纜纜所所受受荷荷載載為為沿沿跨跨度度方方向向均均布布時(shí)時(shí),主纜纜線線形形為為二二次次拋拋物物線線。。懸索索橋橋成成橋橋線線形形計(jì)計(jì)算算方方法法主纜纜水水平平拉拉力力帶入入線線形形公公式式，，得得上式式記記為為傳傳統(tǒng)統(tǒng)拋拋物物線線理理論論的的主主纜纜曲曲線線方方程程。。懸索橋橋成橋橋線形形計(jì)算算方法法無應(yīng)力力長(zhǎng)度度計(jì)算算a.成橋狀狀態(tài)下下的懸懸索長(zhǎng)長(zhǎng)度懸索橋橋成橋橋線形形計(jì)算算方法法b.主纜的的彈性性伸長(zhǎng)長(zhǎng)在懸索索橋AB中取一一微分分單元元ds,有懸索橋橋成橋橋線形形計(jì)算算方法法c.無應(yīng)力力索長(zhǎng)長(zhǎng)的計(jì)計(jì)算上式是是常用用的拋拋物線線索長(zhǎng)長(zhǎng)近似似公式式。主主纜線線形計(jì)計(jì)算的的傳統(tǒng)統(tǒng)拋物物線法法有許許多假假定，，是一一種近近似方方法。。在跨跨度不不大的的情況況下，，用傳傳統(tǒng)拋拋物線線法確確定懸懸索橋橋恒載載下主主纜的的幾何何形狀狀和內(nèi)內(nèi)力，，是一一種簡(jiǎn)簡(jiǎn)單實(shí)實(shí)用的的方法法。分段懸懸鏈線線法對(duì)于大大跨度度懸索索橋來