錨跨

錨跨是懸索橋的重要組成部分。板式加勁梁懸索橋在理論散索點上設置散索套的設計方案，介紹了此種橋型錨跨索股成橋狀態的索力分佈模式及計算思路，進而計算出錨跨各索股的成橋索力和無應力下料長度。 ^[1] 

錨跨分析多是針對散索鞍，對於散索套則研究尚少。根據板式加勁梁懸索橋的結構特點，提出了針對散索套的錨跨索力計算模式，提出了此類橋型錨跨控制的新方法，即索股架設階段按邊錨跨索力相等進行安裝、成纜後按精確理論計算值進行索力調整。 ^[1] 

錨跨索股計算：

懸索橋錨跨的總體計算思路是通過確定合理的成橋狀態得到各個索股的無應力長度，進行成纜狀態的計算。錨跨索股張力的計算必須考慮到散索套與索股的接觸問題，即精確計算索股在散索套內的切點以及轉角，同時還要考慮到從切點到錨固點的索股是一鉛垂面上的懸鏈線，其在水平面上的投影為一直線。數值分析方法是懸索橋計算的一個實用的方法，具有計算精度高、速度快、能方便模擬接觸問題的優點。 ^[1] 

錨跨是懸索橋主纜受力較大甚至是最大的位置，成橋時錨跨索力的分佈情況將決定錨跨索股或者主纜的實際安全係數，因此需要事先確定錨跨索股的索力分佈情況。 ^[1] 

在理想的成橋狀態，散索套達到設計位置，並且處於懸浮狀態。散索套以及兩側的索股在總體上滿足平衡條件。由於散索套自身的重量相對於成橋狀態下的索股索力較小，此處忽略了它的影響。 ^[1] 

錨跨內主纜索股為分散錨固，同時具有平彎轉角和豎彎轉角兩個未知數。使用散索套情況下錨跨索股的佈置情況，作了如下假設： 錨跨內各索股均與主纜中心線共面。可以通過座標系轉換的方式減少一個未知數，即在索股所在平面內計算只需找到豎彎轉角 β。 ^[1] 

由於索股和散索套的位置是確定的，所以豎彎轉角 β 是獨一的。通過迭代求解便可以得到 β 值以及索股的空間曲線長度，再結合索力分佈模式得到索股切點處的索力，即可求得索股的無應力長度。 ^[1] 

成橋狀態下主索鞍和散索套處於設計位置，邊跨主纜和錨跨索股滿足散索套平衡條件。但在成纜狀態下，為保證散索套的受力平衡，需對散索套設置預偏量。該預偏量可以通過無應力長度不變原理以及散索套處的力學平衡等條件進行求解。工程中通常使用臨時支承架保證散索套準確定位在預偏後的空間位置。有了固定的散索套位置，結合無應力長度計算結果，就能通過迭代算法程序得到成纜狀態下錨跨各索股索力。 ^[1] 

1) 分析結果表明，針對板式加勁梁懸索橋提出的成橋狀態錨跨索股索力的兩種分佈模式都是合理的，實際工程中可以任意選用。

2) 考慮了此種橋型錨跨索股的分佈特點，根據索股無應力長度不變的原則，建立了成纜狀態下的錨跨張力計算程序。 ^[1] 

為在懸索橋結構分析中能精確方便地計算錨跨索股下料長度以及空纜狀態下各索股張力，從豎彎切點出發，考慮懸鏈線與多段圓之間的幾何協調關係，選擇合理的索力分配模式，求解成橋狀態下各索股空間走形和下料長 度；以不動點到錨點間的無應力長度保持不變為條件，根據假定的豎彎角和計算可得的平彎角以及豎彎切點處的幾何協調條件，採用解析法求解空纜狀態下各索股張力。 ^[2] 

1）主纜各索股為小應變理想柔性索，其材料滿足虎克定律，且泊松效應可忽略。

2）在分析索股空間走形與無應力長度以及空纜狀態下索股張力過程中，忽略鞍槽內索股與鞍槽之間以及索股之間的摩擦問題。 ^[2] 

3）為保證在鞍槽內索股的穩定，須先結束平彎，後結束豎彎，再從鞍槽散出，即相對於平彎切點，豎彎切點更靠近錨跨側，豎彎切點即為索股與鞍座的分離點。

4）成橋狀態下將過IP點垂直於滑移面的平面作為不動面，鞍槽內索股與不動面交點作為不動點；各施工階段下鞍槽內起彎面與不動點相對於散索鞍的幾何位置不變。 ^[2] 

在空纜狀態或成橋狀態下，錨跨索股和邊跨主纜對散索鞍的作用應滿足散索鞍的平衡條件。對滑移式散索鞍，錨跨索股切點處的合力沿滑移面的分力與邊跨主纜切點處纜力沿滑移面的分力相等；對搖軸式散索鞍，錨跨索股切點處的索力和邊跨主纜切點處的纜力對轉軸中心點的力矩相等。 ^[2] 

起彎點到錨點間的索股長度可以分成3段來進行計算分析，即錨點到豎彎切點間的長度、豎彎切點到平彎切點間的長度和平彎切點到起彎點間的長度。對錨點到豎彎切點間（懸空段）長度可以用懸鏈線公式來進行解析法 求解；對豎彎切點到平彎切點間的長度，均可採用數值法來求解。 ^[2] 

與成橋錨跨索股狀態不同的是，散索鞍往往存在沿滑移面的偏移或繞搖軸中心的轉動，此 時每根索股切點處 的索力不一定相等，且索股平彎轉角、豎彎轉角和切點位置均有所變動。但起彎面相對散索鞍的位置不變，且不 動點到錨點之間的無應力長度也不變。 ^[2] 

根據豎彎切點處的幾何協調性，推導出成橋狀態下幾何協調條件式和空纜狀態下幾何協調條件式，通過調整豎彎角使得滿足精度要求，從而求解成橋狀態下錨跨索股無應力長度和空纜狀態下錨跨索股張力。 ^[2] 

在懸索橋主纜索股架設時，中跨、邊跨一般根據垂度進行控制，而錨跨則按張拉力控制，因此，錨跨索股張拉力也是懸索橋施工計算的一項重要內容。懸索橋的施工控制以線形控制為主，不對索股張力進行特別控制，導致出現以下不良後果：散索鞍約束解除後，邊跨線形可能發生變化；索股在鞍槽內有滑動的可能； 拉桿上的不平衡力 影響錨固體系的安全。因此，加強對錨跨索股的分析，特別是加強對索股架設時錨跨張拉力的分析，是很有必要的。 ^[3] 

索股安裝完成後即對錨跨索股進行調整，將錨固每束索股的兩根連接拉桿的拉力之和調整至設計值。施工各個階段中，也需對各束索股張力進行監測，考察其與理論值是否相符，並觀察索股受力的均勻性。因而，需對各個階段的錨跨張拉力進行理論計算。 ^[3] 

1 施工階段錨跨索力的計算原則：

對各個施工階段 ( 包括錨跨索股最初的張拉階段) 的錨跨索股力進行計算時，需滿足以下幾個原則：

1) 對於每根索股來説，其基準温度下錨跨部分無應力長度和索鞍內無應力長度之和保持不變，等於成橋狀態下對應的值；

2) 自由狀態下，各個施工階段時散索鞍仍然保持平衡，即滿足整體平衡條件； ^[3] 

3) 索股的起彎面相對於散索鞍的位置保持不變。也就是説，在鞍槽裏面，錨跨索股相對於散索鞍的相對位置保持不變；

4) 索股在鞍槽裏不滑動。 ^[3] 

2 錨跨索股計算流程：

與成橋錨跨索股狀態不同的是，此時每根索股切點處的索力F不一定相等，需要採用不同的計算方法。而且，每根索股的平彎轉角、豎彎轉角和切點位置均不同於成橋狀態，需重新計算。

與成橋狀態一樣，當散索鞍的位置確定時，索股在平彎面上的平彎轉角也就確定了，散索鞍自由時，首先假定散索鞍的位置，然後分別對錨跨索股進行計算。 ^[3] 

若在基準温度下，對錨跨索股進行張拉，其張拉力就是對應於空纜狀態時的索股力。但是，張拉時的温度往往不等於基準温度，所以需要對温度的影響進行分析。 ^[3] 

温度對錨跨索股張拉力的影響：

懸索橋索股架設過程中，在散索鞍的拉桿沒有放鬆、作用於散索鞍的摩擦力不能使散索鞍保持穩定之前，錨跨的索股張拉力一般要進行温度修正。採用一次張拉力到位的施工方法時，温度修正的目的是保證錨跨索股的無應力長度與設計相符。不採用一次張拉到位的方法張拉錨跨索股時，可以不進行温度修正，但要控制錨固時的張拉力的大小，以保證索股不會在鞍槽中滑動。 ^[3] 

1) 選擇成橋狀態各索股切點處索力相等的分佈模式，結合散索鞍處的整體平衡條件，以此來建立成橋狀態錨跨索股計算流程，計算錨跨張拉力、索股無應力長度。 ^[3] 

2) 根據每根索股無應力長度不變的原則，可建立施工階段(包括空纜狀態)時的錨跨張拉力思路和流程。

3) 散索鞍自由時，温度對錨跨索股張拉力影響很小，同時散索鞍的轉動也抵消了邊錨跨由於温度變化產生的不平衡力矩。 ^[3]