斜拉扣挂一次张拉扣索法的初张力优化算法

作     者：杨元海 赵晓琴 白寒冰 YANG Yuan-hai;ZHAO Xiao-qin;BAI Han-bing

作者机构：中交路桥建设有限公司北京100027 中交路桥建设有限公司钢结构分公司北京100024 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2023年第40卷第5期

页      面：100-105页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主　　题：桥梁工程 初张力 有限元分析 一次张拉扣索法 索力调整 斜拉扣挂 

摘      要：斜拉扣挂一次张拉扣索法中初张力的计算是保证拱肋线形安装精度的关键所在。鉴于目前对一次张拉扣索法的初张力计算方法的研究较为缺乏,以山区某上承式混凝土拱桥项目为背景,利用有限元软件Midas Civil建立了有限元模型进行扣索初张力算法研究。该算法计算过程主要分为3个步骤:首先,在计算模型中以位移控制作为计算的约束条件,进行正向施工过程分析。然后,利用正向分析模型中的刚度矩阵,建立初张力与位移的关系。最终,通过正向迭代得出所有扣索的初张力。结果表明:通过分析模型中提取的拱肋端部位移监测数据可发现,将该算法得到的初张力应用于斜拉扣挂一次张拉扣索法进行拱肋安装时,可以保证拱肋线形的安装精度,因此,利用该计算方法进行扣索初张力的计算是可靠的;通过对各个拱肋节段的扣索初张力数值与自重数值的深入研究可以发现,扣索初张力在竖直方向的分量与节段自重的比值均在0.2左右,利用这一比值关系可以根据节段自重及每个扣索的倾斜角度初步确定扣索初张力的大小,将该值作为正向迭代的初始值,可以大幅缩短扣索初张力的迭代求解过程,实现该算法的优化。该优化算法的应用,为斜拉扣挂一次张拉扣索法的初张力计算提供了一种切实可行的方法,为该工法的推广提供了有力支撑。