混凝土斜拉桥 索 力优化与合理施 工状态研究 王 新 征 ，邢 利 英 (南 阳 师范 学 院 土 木 建 筑 工 程 学 院 ，河 南 南 阳 473061) 摘要 ：以石 家庄 市仓安路斜拉桥施工过程为研 究背景 ，采用有 限元分析软 件 ANSYS，实现 了斜拉 桥施 工过 程 的模拟计算。研究在施工过程 中以约束正装迭代 法进行 索力优化与合理施 工状 态确定的 问题 ，建 立各 次张拉 索力值与成桥状 态控制参数之间的关 系矩阵；以最小二乘法原理 对施工过程 中张拉 索 力值进行 修正 ，通过 迭 代 消 除 不 闭合 问题 ，从 而 可使 施 工 索力 得 到 优 化 ，实现 预 先 设 定 的成 桥 内 力 ；并根 据 正装 迭代 过 程 中 结构 线 形 的变化 ，求 出各 个粱段在施 工过程 中合理的立模标高 ，从 而为施 工控制提供 可靠 的科 学依据。 关 键 词 ：合 理 施 工状 态 ；正 装 迭 代 法 ；索 力 ；斜 拉 桥 中图 法 分 类 号 ：U448．27 文献 标 志码 ：A 斜拉 桥属 高次 超静 定结 构 ，在施 工过 程 中 ，由于斜 拉 桥结 构体 系和荷 载 状 态不 断 的变 化 ，结 构 内力 和 线 形 也 随之不 断发生 变化 。斜 拉桥 的设计计 算 不仅要 进 行 成桥状 态 的理论 计算 ，而且 必须模 拟 现场施 工过程 ， 以便对斜 拉 桥 的 每一 施 工 阶段 进 行 详 尽 的分 析 和 验 算 ，求得 斜拉 桥各 施 工 阶段 斜 拉 索 索力 、主梁 挠 度 、塔 柱位移 和截 面 内力 及 应 力 等施 工 控 制参 数 的理 论值 ， 对施工 的顺 序作 出 明确 的规 定 ，并 在 施 工 过 程 中加 以 有效管 理 和控制 。 1 斜拉桥施工过程模拟分析方法 目前斜 拉桥施 工 控制 常用 的结构 分析方 法 主要有 倒装法 和正 装法 两种 ¨ 。倒装 法 即根据 既定 的成 桥 状态 ，按 已拟定施 工 过 程 的逆 过 程 ，通 过拆 除支 座 、荷 载 、单 元等 模拟计 算 ，对结构 进行 虚拟 倒拆并 逐 阶段分 析 ，确 定各 施工 阶段 的张 拉 索力 和标 高 。但 在倒 拆 分 析过 程 中 ，存在 以下 不足 ：① 难 以计及 混凝 土 收缩 、徐 变 的影响 ，因为 收缩 、徐变是 不 可逆 的 ；② 拆 除合 拢段 或支 座时 ，有不平 衡 杆 端力 或 反 力 。正 装 分 析法 按 照斜 拉桥 结构 的实 际加载顺 序进 行结 构变形 和受 力分 析 ，这种 方法能 够较 好 地模 拟 斜 拉桥 的实 际 施工 过 程 ，得 到斜 拉 桥 在 各 个 施 工 阶段 的位 移 和 受 力 状 态 。 分析 结果 不仅 可用来 指 导 斜 拉 桥 的设 计 和 施工 ，而且 可 以为斜 拉桥施 工控 制提供 依 据 ，同时 ，正装 计算 能考 虑一 些与斜 拉 桥结构 形 成 有 关 的影 响 因素 ，如结 构 的 几何 非线性 和 混凝 土 的 收缩 、徐 变 以及 温度 效 应 。本 文采 用正 装法 对斜拉 桥 的施 工 过程进 行模 拟分析 。 1．1 施工索力的确定 在计 算斜 拉桥 索力 时 ，设 需 要 张拉 的拉 索 总次 数 为 n，需 要 控制 的参 数 为 m ，首 先 选定 一 组 张 拉索 力 { } ，一般可 以将 成桥 恒载 索 力作 为 { }，按 照拟 定好 的施 工顺 序正 装计 算 至 成 桥 ，得 到成 桥 状 态 的控 制参 数值 {F} ，控 制参 数 包 括成 桥 状 态 下 的索 力 、 主梁 和塔 控制 截 面 的弯 距 、桥 墩反 力 等 。在 正 装计 算 过 程 中 ，张拉 每根索 时 ，可获得 该索 (设为 _『号 索 )张拉 单 位力 时对控 制参 数 i的增 量 r，(索力 影 响 系数 )，而 通 过 优 化 方 法 已 确 定 的 目标 最 优 成 桥 状 态 为 {F。} ，这样 就会 出现成 桥 状 态控 制 目标 的差值 为 ： {△F}= { }一 {F}，张拉 索力 的调 整量 为 {t}，则 有 ： {t}= {△F} (1) 一 般来 说 ，控 制参 数 个 数 多 于需 要 张拉 的斜 拉 索 次数 时 ，可 以采用 最 小 二乘 法 进 行求 解 。即求 索 的调 整量 {t}，使得 ，()=r{t}一 {△F} = min成立 。 根 据极 值原 理 ，有

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！