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悬索桥主缆成桥线形直接关系到成桥后结构的受力分配。在悬索桥设计和施工中主缆和吊索的无应力长度以及索夹安装位置等关键参数也由主缆线形确定。由于悬索桥主缆架设完毕后,很难对其进行几何线形调整。因此,为达到目标成桥状态,必须精确计算空缆线形和主缆无应力长度。以某自锚式悬索桥为工程背景,以节点平衡解析法和有限元迭代计算法进行悬索桥主缆线形和主缆无应力长度的分析计算。利用解析法计算时,将悬索桥简化为加劲梁系统与主缆系统两部分,分别考虑吊索与加劲梁锚固点处与主缆吊索点处在竖直平面内的平衡条件,建立非线性方程组。以试错-修正求解法对非线性方程组进行求解,得到悬索桥主缆成桥线形的解析解。进一步求解与主缆张力和弦长有关的三次方程,得到主缆单元的无应力长度。利用有限元法计算时,以中跨主缆无应力长度作为迭代计算的初始值,根据节点平衡解析法求解得到的主缆无应力长度对此初始值进行假定,采用刚性支承连续梁法进行合理恒载吊索力的计算,运用有限元软件ANSYS建立全桥有限元模型,模拟悬索桥施工过程,进行迭代计算,得到悬索桥空缆线形、成桥线形和主缆无应力长度。节点平衡解析计算和有限元迭代计算结果表明:(1)空缆状态下,悬索桥主缆为悬链线形。成桥状态下,主缆线形既不是悬链线形也不是抛物线形,是介于两者之间的多段悬链线的索多边形。(2)节点平衡解析法与有限元法求解主缆线形得到的节点y坐标的误差值均小于1cm,求解误差很小。因此,采用节点平衡解析法计算主缆成桥线形具有足够的精度。(3)节点平衡解析法和有限元法得到的悬索桥主缆无应力长度的误差值小于3cm,两者可以互为验证。解析解可作为有限元迭代计算中初始值假定的标准,迭代初始值的准确设置可使迭代计算收敛更快,有效减少迭代次数。(4)按照加劲梁的成桥设计标高,利用刚性支承连续梁法得到的成桥状态恒载吊索力,除在靠近边墩处稍有起伏外,其余吊索力是相对均匀分布的;一期恒载作用下的恒载吊索力,由于加劲梁预拱度的设置,各吊索力不相等。(5)节点平衡解析法只能得到悬索桥成桥线形及主缆无应力长度,且求解的精度有限。有限元建模模拟施工过程可得到悬索桥各施工阶段及成桥状态结构的线形和内力,对悬索桥实际工程指导更为具体且可使施工下料更加精确。(6)解析法和有限元法得到的成桥状态主缆水平力分别为72299.60kN和72730.23kN,两者误差率仅为0.59%;得到的成桥状态加劲梁弯矩值均满足其恒载内力的目标成桥状态。