主跨2300m悬索桥自平衡体系及其力学特性研究

摘要

张靖皋长江大桥南航道桥推荐采用梁跨布置(2 300+717)m的双塔两跨悬索桥方案,活载及温度下,在南塔塔顶产生较大不平衡水平力,提出了释放塔顶不平衡水平力的新型缆塔约束体系--悬索桥主缆自平衡体系。采用自平衡滚轴式主索鞍结构,实现温度、汽车荷载等常遇荷载作用下,两侧主缆不平衡水平分力和索鞍滚动摩擦力三者自平衡。基于试验与有限元分析了合理摩擦系数、滑动限位值以及自平衡体系力学特性。结果显示,主缆缆力自平衡体系可显著减小索塔塔底纵向弯矩;不滚动状态时,塔与索鞍锁定,结构处于安全状态;结构失稳模态为横桥向,弹性屈曲系数大于8.2,非线性屈曲系数大于2.0;索鞍有限位移滑动,对桥梁频率、颤振检验风速等基本无影响,索塔无涡振现象。