随着悬索桥跨度的增大,建设中的主缆截面越来越大。主缆由成千上万根离散的钢丝组合而成,承受恒载和活载的主缆各平行钢丝间不均匀排列,钢丝制造误差,索鞍转动、索夹紧固对主缆的约束作用均会造成主缆钢丝局部弯曲,进而产生较大的二次应力。在较小主缆转角及主缆轴力共同作用下,主缆截面视为一个整体梁单元计算其弯曲特性,随着主缆转角的增大,该截面处将产生较大剪力,若层间剪力大于极限摩擦剪力时,该截面将产生分层滑移现象,其弯曲刚度将明显减小。本文以悬索桥主缆平行钢丝为研究对象,对考虑钢丝分层滑移的主缆二次应力进行深入研究,主要研究内容、方法、成果如下:索夹紧固后,主缆内外钢丝空隙率会发生急剧变化,主缆外层钢丝将受到明显的弯曲应力。对于索夹紧固的主缆模型,先采用经试验数据拟合柱坐标系下的各向同性MELAS非线性材料模拟主缆,建立索夹—主缆紧固的精细化ANSYS有限元模型,即可计算出主缆的径向刚度;再建立考虑主缆各向异性非线性的主缆环向分层模型,研究了索夹紧固后主缆在索夹出口处压应力的分布,推导主缆在索夹紧固后的二次应力计算公式,并与实测值对比,验证次此方法的可行性。钢丝间的滑移会减弱主缆截面的整体性,导致平截面假定不成立,使实际钢丝弯曲应力比按整体截面分析小很多。基于索股钢丝分层滑移模型,通过节段微分方程计算出考虑层间摩擦力的截面极限剪应力计算公式作为叠梁发生滑移与否的判别;将主缆转角以较小荷载步施加,借助传递矩阵法,以MATLAB为工具,计算出各荷载步下的主缆截面剪力分布,根据判别条件修改截面物理特性,再进行反复迭代,计算出主缆滑移状态及二次应力分布情况。结合现场实桥试验,同时建立主缆的分层滑移模型,探讨了考虑主缆端部转动及轴力的索股弯曲特性的影响因素,验证了分层滑移模量的合理性。分析计算结果表明:采用索夹—主缆接触的ANSYS有限元模型模拟索夹紧固过程时,在空隙率变化上与实测数据吻合较好,能较为合理反映主缆径向刚度随径向应力变化情况;同时,采用主缆分层单元的平面模型能兼顾主缆轴向及径向刚度,计算索夹出口径向位移沿轴向的分布,进而给出二次应力计算公式,与实测二次应力进行对比;主缆截面在转角作用下产生分层滑移后,其截面惯性矩会急剧减小,通过基于分层滑移理论的二次应力计算方法与实测值对比,验证了其理论方法的合理性。