[1]景天虎１,２,李　桅１,等.悬索桥主缆线形确定的常用精确解析算法比较及电算高效实现方法研究[J].西安建筑科技大学学报：自然版,2011,43(06):821-830.[doi:DOI:10.15986/j.1006-7930.2011.06.010]
　,,et al.Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｎ　ｃｏｍｍｏｎ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ’ｃｕｒｖｅ　ｓｈａｐｅ　ｉｎ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ａｎｄｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｈｉｇｈｌｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉ[J].J.Xi’an Univ. of Arch. & Tech.：Natural Science Edition,2011,43(06):821-830.[doi:DOI:10.15986/j.1006-7930.2011.06.010]
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悬索桥主缆线形确定的常用精确解析算法比较及电算高效实现方法研究()
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西安建筑科技大学学报：自然版[ISSN:1006-7930/CN:61-1295/TU]

卷:
43
期数:
2011年06期
页码:
821-830
栏目:
出版日期:
2011-12-31

文章信息/Info

Title:
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｎ　ｃｏｍｍｏｎ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ
ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ’ｃｕｒｖｅ　ｓｈａｐｅ　ｉｎ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ａｎｄ
ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｈｉｇｈｌｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉ
文章编号:
１００６－７９３０（２０１１）０６－０８２１－１０
作者:
景天虎１; ２; 李　桅１; 李青宁１; ３; 张品乐１
（１．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安７１００５５；２．桂林理工大学土木与建筑学院，广西桂林５４１００４；
３．西部建筑科技国家重点实验室（筹），陕西西安７１００５５）
Author(s):
ＪＩＮＧ　Ｔｉａｎ－ｈｕ１; ２; ＬＩ　Ｗｅｉ１; ＬＩ　Ｑｉｎｇ－ｎｉｎｇ１; ３; ＺＨＡＮＧ　Ｐｉｎ－ｌｅ１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ＇ａｎ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ａｒｃｈ．＆ Ｔｅｃｈ．，Ｘｉ′ａｎ　７１００５５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　ａｎｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ（ＸＡＵＡＴ），Ｘｉ＇ａｎ　７１００５５，Ｃｈｉｎａ）
关键词:
桥梁工程; 悬索桥; 数值解析算法; 主缆线形确定; ＭＡＴＬＡＢ
Keywords:
ｂｒｉｄｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ; ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅ ; ｃｕｒｖｅ　ｓｈａｐｅ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ; ＭＡＴＬＡＢ ．
分类号:
Ｕ４４８.２５
DOI:
DOI:10.15986/j.1006-7930.2011.06.010
文献标志码:
A
摘要:
 以悬索桥主缆线形确定的常用精确数值解析算法为研究对象，通过对它们的比较分析和公式推导发
现：在主缆理想柔性、忽略泊松比效应的最基本假定下，主缆线形确定的精确数值解析法可归结为主缆自重
集度按其有、无应力长度计算作为已知条件的两大类算法；并且证明了在每大类解析算法中的所有方法是完
全等价的．研究还表明：第二类解析算法为“全精确解析算法”，第一类为“准精确解析算法”；在第一类算法中，
主缆无应力长度公式的计算值偏小．仅就悬索桥主缆成桥态线形确定而言，主缆线形确定的两大类数值解析
算法都具有很高的工程精度，但第二类算法的主缆自重集度的确定更为精确、更接近实际情况，实际计算时
应优先使用它．另外，针对两类解析算法涉及到大量的超越方程求解和递推迭代计算的情况，提出了基于
ＭＡＴＬＡＢ软件的高精度电算实现方法．最后，给出一个超大跨径悬索桥的中跨主缆线形确定的验证算例．
Abstract:
Ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ’ｃｕｒｖｅ　ｓｈａｐｅ　ｉｎ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅｓ
ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ａｍｏｎｇ　ｔｈｅｓｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ａｎｄ　ｆｏｒｍｕｌａｅ　ｉｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｓｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ
　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｏ　ｔｗｏ　ｂｉｇ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｏｎｅｓ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｋｎｏｗｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｔｈａｔ　ｗｅｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
ｌｏａｄｓ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ　ａｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｌｅｎｇｔｈｓ　ｗｉｔｈ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｈｙｐｏｔｈｅｓｅｓ　ｔｈａｔ
ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ　ａｒｅ　ｉｄｅａｌｌｙ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｐｏｉｓｓｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅｉｒ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｉｓ　ｎｅｇｌｅｃｔｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ａｌｌ
ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｍｏｎｇ　ｂｉｇ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｏｎｅｓ　ａｒｅ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｔｏ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ
　ｂｉｇ　ｃａｔｅｇｏｒｙ　ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｉｓ“ｔｈｏｒｏｕｇｈｌｙ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｏｎｅｓ”ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｉｓ　ｑｕａｓｉ－ｐｒｅｃｉｓｅ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ
ｏｎｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌａｔｔｅｒ　ｏｎｅ　ｕｎｄｅｒ－ｅｖａｌｕａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｌｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ．Ｂｏｔｈ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ
ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ’ｃｕｒｖｅ　ｓｈａｐｅ　ｈａｖｅ　ｖｅｒｙ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｓ　ｆａｒ　ａｓ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｕｒｖｅ　ｓｈａｐｅ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｓｔａｔｅ
ｏｆ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｉｓ　ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｗｅｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｌｏａｄｓ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｃａｂｌｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　２ｎｄ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ
ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｏｎｅｓ　ａｒｅ　ｍｏｒｅ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ａｎｄ　ｎｅａｒｅｒ　ｔｏ　ａｃｔｕａｌ　ｃａｓｅｓ，ｓｏ　ｔｈｅ　２ｎｄ　ｏｎｅ　ｉｓ　ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ　ｃｈｏｉｃｅ　ｉｎ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ
ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｂｒｉｄｇｅｓ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｌｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｃｅｎｄｅｎｔａｌ　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ
　ａｎｄ　ｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｂｉｇ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ
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ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．

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备注/Memo

备注/Memo:
＊收稿日期：２０１０－１０－１５　　修改稿日期：２０１１－１０－１５
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１０７８３０６）；教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２０１０６１２０１１０００４）；西安建
筑科技大学重大科技项目创新基金资助项目（ＺＸ０９０１）
作者简介：景天虎（１９７２－），男，陕西富平县人，博士，讲师，主要从事大跨度桥梁的结构分析理论研究
更新日期/Last Update: 2015-11-06