架空绳索受力试验：波浪荷载下拉力变化及最不利受力结果

架空绳索为自由挠曲形式，在不均布波浪荷载的拉扯下，其各段所受拉力不尽相同。为得到绳索的最不利受力结果，本次试验在每一跨绳索的最顶端，即高桩墩台的端部安装拉力传感器。拉力传感器的安装示意图如3-39所示。对于每一跨绳索，分别在其首尾两端进行拉力的测量。

图3-39　拉力传感器平面布置图

绳索的受力主要是由于波浪、水流作用网兜后形成的拉扯力。作为示例，图3-40首先给出了工况三（设计低水位）下某时段不同拉力传感器两两测得的拉力时间过程线对比。可以看出，对于同一墩台两边的绳索拉力（1号和2号，3号和4号），其拉力值存在一个相位差，说明拉力几乎不会同时达到最大值。而对于同一跨绳索（如2号和3号，4号和5号），拉力值几乎是同步的，说明同跨绳索拉力能够同步达到最大值，但其量值有高低之分。图3-41示范性给出了1号和2号墩台之间绳索所受拉力的整个时间过程。

表3-23给出了各工况下架空绳索的拉力结果。由表可知，从工况一到工况三，绳索的拉力逐渐增大。工况四和工况五在工况一和工况二的基础上将网的封堵率分别提高到30%和40%，其他条件均不改变，从试验结果来看，对应的拉力最大值随之增加。各工况拉力结果对比曲线如图3-42至图3-47所示。表3-24给出了墩台上拉力传感器不同工况下测得拉力的极大值，以及所有工况和所有墩台的最大值。试验中，测得的最大拉力为745.25 KN，发生在2号墩的3号拉力传感器上。

对于2—5号墩，拉力呈现的规律基本为单号大于双号，即南侧（迎浪侧）大于北侧（背浪侧）。这是因为波浪斜向作用于网面后，会使架空绳索产生一个沿墩台连线方向的拖拽力分量，这个力在墩台近端迎浪侧的绳索上表现的是“拉绳”的效果，而在墩台近端背浪侧的绳索上表现的是“压缩”的效果。对于1号墩，其规律与2—5号墩正好相反，即背浪侧拉力小于迎浪测。主要原因可能是1号墩靠近西防波堤堤头，其背浪侧的网面总面积较迎浪侧小。因此，背浪测绳索由于网面受波浪作用而产生的拖拽力就会较迎浪侧小。

图3-40　工况三，某时段不同拉力传感器拉力时间过程线对比

图3-41　工况三，2号和3号拉力传感器拉力完整时间过程线

表3-23　架空绳索所受拉力试验结果

图3-42　工况一时不同墩台两侧拉力最大值结果对比(www.xing528.com)

图3-43　工况二时不同墩台两侧拉力最大值结果对比

图3-44　工况三时不同墩台两侧拉力最大值结果对比

图3-45　工况四时不同墩台两侧拉力最大值结果对比

图3-46　工况五时不同墩台两侧拉力最大值结果对比

图3-47　各工况不同墩台两侧拉力最大值结果对比汇总

表3-24　不同工况架空绳索所受拉力极大值及发生位置，以及实测最大值