基于支撑弹簧模型的拱桥吊杆杆端弯矩分析

摘要：拱桥吊杆的弯矩作用是导致其锚固端开裂的主要因素之一,为了准确模拟锚固端的杆端弯矩,将吊杆两端的减振器简化为支撑弹簧,建立支撑弹簧模型,推导吊杆杆端弯矩的解析解,给出支撑弹簧刚度和吊杆截面抗弯刚度的确定方法,并以138φ^s5平行钢丝束吊杆为例,编制MATLAB程序分析支撑弹簧刚度、吊杆截面抗弯刚度和吊杆长度等参数对杆端弯矩的影响,并对吊杆支撑弹簧模型和铰接模型、固结模型进行对比。结果表明：吊杆杆端弯矩随支撑弹簧刚度的增大而逐渐增大并趋于平缓,杆端弯矩随吊杆抗弯刚度的增大而增大;伸入拱肋和桥面系横梁的吊杆长度对杆端弯矩有一定影响;当吊杆长度小于10m时,随着长度增加,杆端弯矩迅速减小;当吊杆长度大于10m时,吊杆长度对杆端弯矩值影响很小,可以忽略不计。