斜拉桥预应力索塔优化布束方式研究
斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究
斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究发表时间：2018-11-13T16:45:16.917Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第22期作者：何代军[导读] 在斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究中，是一项综合性较强的系统性工作。
中国铁建港航局集团有限公司广东省珠海市 519070摘要：社会经济的快速发展，对斜拉桥施工技术带来了新的机遇与挑战，有必要对其索力控制与优化展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的施工效果。
本文就斜拉索张拉展开了详细研究，望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。
关键词：斜拉索；张拉；索力控制；优化1前言在斜拉桥施工过程中的索力控制与优化研究中，是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。
本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2工程概况金南大桥长度为600m，属特大型桥梁，桥跨组合为150m+300m+150m，桥梁标准宽度为31.5m；采用双塔、双索面、密索、对称扇形布置、预应力砼倒梯形断面主梁、塔梁分离的漂浮体系结构。
斜拉桥主要由索塔、主梁和斜拉索3部分组成。
（1）索塔采用“H”形索塔、空心薄壁箱型截面。
由塔冠、上塔柱、上横梁、中塔柱、下横梁、下塔柱组成。
（2）主梁采用预应力砼分离式倒梯形断面，梁中心高3m，顶板厚0.3m，三角箱型底部宽2.5m，侧腹板厚0.25m，竖腹板厚0.35m，箱梁全宽31.5m。
（3）斜拉索采用空间双索面体系，全桥共100对斜拉索。
斜拉索采用单根环氧喷涂钢绞线，直径φj15.2，抗拉强度标准值fpk＝1860MPa，弹性模量Ep＝1.9×105MPa；多根钢绞线并置集束后外套哈弗HDPE套管进行索体防护，拉索锚具采用M250拉索体系配套锚具。
其挂索工艺原理为：先利用塔吊及第一根钢绞线牵引将外PE套管进行拉直，然后利用专用循环牵引动力系统进行循环挂索施工；钢绞线锚固时采用等值张拉原理进行单根张拉，使得挂设完一根索时，内部每根钢绞线的索力基本一致，二张时进行整体张拉。
斜拉桥缆索拉力的优化研究的开题报告
斜拉桥缆索拉力的优化研究的开题报告【题目】斜拉桥缆索拉力的优化研究【研究背景和意义】随着交通发展以及城市需求的不断增加，斜拉桥逐渐成为大型桥梁的主要设计方案之一。
然而，斜拉桥中缆索是负责桥梁承重的重要部件，其索力的大小对桥梁的生命安全和经济性均有着至关重要的影响。
因此，斜拉桥缆索的索力优化研究一直是桥梁设计领域中的重要研究内容。
同时，随着现代计算机技术和数字化模拟技术的发展，对缆索索力的优化研究也有了更多的技术手段和分析方法。
因此，通过对斜拉桥缆索力优化的研究，可以有效提高斜拉桥的经济性和安全性，同时也有助于推动桥梁设计技术的进步和发展。
【研究内容】本研究旨在探讨斜拉桥缆索拉力的优化问题，主要研究内容如下：1. 分析斜拉桥缆索的受力特点，建立缆索索力的数学模型，并探讨索力受各种因素的影响，如风荷载、自重、温度影响等。
2. 基于数学模型，采用最优化算法优化缆索索力，设计并实现相关优化算法，以实现最小化缆索索力的优化目标，提高桥梁经济性和安全性。
3. 对比研究不同优化算法的优缺点，并结合具体案例分析各算法的适用性，为实际设计提供参考。
【研究方法】本研究将采用以下研究方法：1. 理论分析法：针对斜拉桥缆索受力特点进行分析，建立数学模型，探讨各种影响因素对缆索索力的影响。
2. 数值模拟法：通过计算机软件对理论模型进行数值模拟，从而得到实际斜拉桥缆索情况的数学解。
3. 最优化算法：基于数学模型和数值模拟结果，实现有关问题的最优化算法，以解决缆索索力的优化问题。
4. 实例分析法：结合实际斜拉桥设计实例，进行案例分析和对比研究，验证优化算法的可行性和效果。
【预期成果】1. 建立斜拉桥缆索的数学模型，深入探讨缆索受力的特点和影响因素。
2. 实现缆索索力的最优化算法，并通过数值模拟和实例分析方法，验证算法的有效性和可行性。
3. 提出针对斜拉桥缆索索力优化的设计方法和指导意见，为实际设计提供科学、合理的参考。
【研究进度安排】第一阶段：文献综述，了解国内外斜拉桥缆索索力优化的研究现状，并初步确定本研究的研究问题和方法。
高速铁路斜拉桥预应力混凝土索塔施工工法(2)
高速铁路斜拉桥预应力混凝土索塔施工工法高速铁路斜拉桥预应力混凝土索塔施工工法一、前言随着高速铁路的快速发展，斜拉桥作为一种重要的桥梁形式，越来越被广泛应用于高铁线路中。
预应力混凝土索塔是斜拉桥中最关键的构件之一，对于保证斜拉桥的安全和承载能力起着至关重要的作用。
在高速铁路斜拉桥的建设中，预应力混凝土索塔施工工法是必不可少的环节。
二、工法特点高速铁路斜拉桥预应力混凝土索塔施工工法具有以下几个特点：1.施工速度快：该工法采用预应力混凝土的施工方式，通过预应力张拉技术进行索塔的加固，施工速度快，可以有效缩短工期。
2.精确度高：通过精确的索塔模具制作和工艺控制，可以保证施工过程中的尺寸精度和形状精度，提高了施工的准确性。
3.安全可靠：该工法采用了严密的施工控制措施和安全防护措施，保证了施工过程中的安全，确保了桥梁的稳定性和可靠性。
三、适应范围高速铁路斜拉桥预应力混凝土索塔施工工法适用于各种不同规模和形式的斜拉桥项目，对于承受大荷载和跨度较长的铁路桥梁建设尤为适用。
四、工艺原理在施工工法与实际工程之间的联系，采取的技术措施主要包括以下几个方面：1.模具制作：根据设计要求和施工图纸，制作具有复杂曲线和形状的索塔模具，确保施工过程中的尺寸和形状准确无误。
2.预应力张拉：通过钢束的预应力张拉，使混凝土承受预应力，提高索塔的承载能力和稳定性。
3.混凝土浇筑：在模具中浇筑预应力混凝土，采用振捣技术使混凝土密实，确保混凝土的质量和强度达到设计要求。
4.张拉锚固：将预应力钢束固定在张拉端并焊接，形成布置在索塔内部的预应力体系，提高索塔的整体稳定性。
五、施工工艺1.模具安装：按照设计要求和施工图纸，在施工现场安装索塔模具，并进行调整，确保模具的准确定位和稳定性。
2.预应力钢束布置：根据设计要求和预张拉计划，在模具中布置预应力钢束，并进行钢束的张拉和固定。
3.混凝土浇筑：在模具中进行预应力混凝土的浇筑，采用振捣技术使混凝土密实，并保持适当的湿度。
大跨铁路斜拉桥索塔环向预应力布束方案计算比较研究
桥梁大跨铁路斜拉桥索塔环向预应力布束方案计算比较研究鲁志强1，陈松2(1．中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司，昆明650200；2．中铁二局集团勘测设计院有限责任公司，成都610031)摘要：结合实际工程，利用大型通用有限元软件A N SY S对某铁路斜拉桥的索塔锚固区进行详细的空间有限元分析，对比分析比较u柬横桥向开I J'布置与u束纵桥向开口布置2种方案下的受力性能及差异，并得出结论：在索力吨位比较大，同时侧壁压应力储备足够的情况下，宜优先考虑使用u束横桥向开口布柬方案。
关键词：斜拉桥；索塔锚固；有限元模型；预应力钢柬中图分类号：U448．27文献标识码：A文章编号：1004～2954(2012)04—0074—05C al cul at i on and C om par i s on on A r r angem ent Pl an of A nnul ar Pr es t r es s edT endon i n C abl e T ow er of C abl e St aye d B r i dge w i t h L ong Span i n R ai l w ayL U Z hi—qi an91，C H E N Son92(1．K unm i n g Su r vey and D es i gn I ns t i t ut e，C hi na R ai l w ay E r yu an E ng i ne e ri ng G r o up C o．，L t d，K unm i ng650200．C hi na：2．S ur vey and D es i g n I nst i t ut e，C hi na R ai l w ay N O．2E ng i ne e ri ng G r o up C o．，Lt d．，C hengdu610031，C hi na)A bs t r a ct：I n t h i s pape r，com bi ned w i t h a pr act i cal cabl e—st ayed br i d ge i n r ai l w a y，a s pa ce f i ni t e el em entm odel f or t he cab l e—t ow er anchor age zo ne w as bui l t by m e ans of f i ni t e el em ent s of t w ar e A N S Y S w hi ch i s w i d el y ut i l i zed．Then t he f orce pe r f or m a nc e a nd di f f erences under t he t w o di f f erent ar r a ngem ent pl a ns of U—shap ed pr es t r es s e d t e ndon w e r e cal cul at ed and com par a t i ve l y an al yze d，i n w hi ch t he t endon’S openi ng w as aw an ged r es pect i vel y t ow a r ds t he t r ans ver s e di r ect i on and t he l ongi t u di nal di r ect i on of t he br i dge．The anal y s i s r es ul t s r eve al ed t ha t t he ar r a ngem ent pl a n of U—shap ed pr es t r es s ed t e ndon t ow a r ds t he t r ans ver s e di rect i on of t he br i dge s ho ul d be adopt e d pr ef er en t i al l y w hi l e t he val ue of t he cabl e f orce i s m u ch l arger and t he com pr es si ve capac i t y i n t o w e r w al l i s en ough．K ey w or ds：ca bl e s t ayed br i dge；c abl e t o w er anchor i ng；f i ni t e el em ent m o del；pr e st r esse d t e ndon1概述某在建铁路斜拉桥为双塔双索面钢桁梁斜拉桥，跨径81m+135m+432m+135m+81m，边跨设置2个辅助墩，半漂浮体系，塔墩固结，塔梁分离，主梁与桥塔之间设置支座约束主梁竖向及横向位移，纵桥向设置锁定装置。
(完整版)斜拉桥施工索力张拉控制及优化
斜拉桥施工索力张拉控制及优化研究背景：随着经济和技术的发展，以及斜拉桥合理的结构形式，我国修建了大量的斜拉桥。
因此该类桥梁的施工控制就显得尤为重要。
国内外学者及工程技术人员对斜拉桥的施工控制进行了许多研究，提出了卡尔曼滤波法、最小二乘误差控制法、自适应控制法、无应力状态控制法等许多实用控制方法。
这些方法的实质都是基于对施工反馈数据的误差分析，通过计算和施工手段对结构的目标状态和施工的实施状态进行控制调整，达到对施工误差进行控制的目的。
施工控制的方法必须与各类斜拉桥设计、施工的特点相结合才能在确保结构安全及施工便捷的前提下切实可靠地实现控制的目标。
目前国内大多数斜拉桥的施工控制都是针对常规的混凝土斜拉桥进行的，其相应的控制方法也是针对常规混凝土斜拉桥的施工特点提出来的，本文着重阐述对于常规混凝土斜拉桥的施工控制过程中的索力张拉控制及优化方法。
斜拉索施工过程：斜拉索安装完毕，即进行张拉工作。
张拉前对千斤顶、油泵、油表进行编号、配套，张拉设备定期进行标定。
斜拉索正常状态按设计指令分2次张拉，第1次张拉按油表读数控制，张拉时4根索严格分级同步对称进行；第2次张拉是在监控利用频率法测完索力后，以斜拉索锚头拔出量进行精确控制。
施工监控包括对索力、应力、应变、线形、温度、主塔偏位的监控。
施工监控在凌晨气温相对稳定时进行，保证在凌晨5点前完成。
索力测试采用应变仪捕捉索自振频率，当测出索力误差超过2时，应对索力进行调整，直到满足要求。
索力调整完毕立即对应力、应变、线形、温度、主塔偏位进行测量。
可分阶段地进行张拉、调索。
在牵索挂篮悬浇时，在控制好挂篮底模标高后，在节段砼灌注过程中，当砼灌注至1/4、2/4、3/4，及砼灌注完后，均需进行调整索力及挂篮底模标高。
当主塔施工至与边跨合拢前、中跨合拢前和合拢后、二期恒载安装后均需按设计要求对全桥斜拉索进行统一检测调整，使全桥线型满足设计要求。
并在对每节段主梁悬浇进行监控时，对主梁最前端的5～6对拉索的索力进行测定，观察其变化幅度是否在设计范围内。
独塔双索面预应力混凝土斜拉桥索力优化及施工稳定性研究
独塔双索面预应力混凝土斜拉桥索力优化及施工稳定性研究独塔双索面预应力混凝土斜拉桥索力优化及施工稳定性研究摘要：独塔双索面预应力混凝土斜拉桥作为一种具有较高技术含量和复杂运用的桥梁结构，在工程实践中广泛应用。
为优化斜拉桥的索力，提高桥梁施工的稳定性，本研究采用数学模型和有限元分析方法，对独塔双索面预应力混凝土斜拉桥的索力分布进行了优化研究，并对桥梁的施工稳定性进行了分析。
关键词：独塔双索面预应力混凝土斜拉桥；索力优化；施工稳定性；有限元分析1.引言独塔双索面预应力混凝土斜拉桥是一种由一座桥塔和两根倾斜的索面组成的桥梁结构。
在斜拉桥的设计中，线索（索面）的设置和索力的合理分配是保证桥梁稳定性和承载能力的重要因素之一。
因此，对独塔双索面预应力混凝土斜拉桥的索力进行优化研究对保证桥梁的安全性和可靠性具有重要意义。
2.独塔双索面预应力混凝土斜拉桥索力优化2.1 数学模型建立首先，根据独塔双索面预应力混凝土斜拉桥的结构特点，建立桥梁的数学模型。
考虑到桥梁的几何参数、材料特性和施工过程中的变形等因素，确定了桥梁主要的约束条件，并利用数学方法求解桥梁在受力状态下的索力分布。
2.2 优化索力分布在已建立的数学模型的基础上，通过调整不同索面的初始张拉力以及索载荷的分配，优化斜拉桥的索力分布。
这样可以使得桥梁的每个索面受力更加均衡，在承载能力有限的情况下最大程度地提高桥梁的承载能力，从而保证桥梁的安全可靠。
3.施工稳定性分析3.1 施工过程模拟根据桥梁的实际施工过程，对独塔双索面预应力混凝土斜拉桥的施工过程进行模拟和分析。
考虑到桥梁在施工过程中可能受到的外力和变形等因素，对桥梁的稳定性进行评估。
3.2 稳定性分析通过有限元分析方法，对桥梁的受力情况进行模拟和分析。
结合施工过程中的边界条件和材料特性，评估桥梁在施工过程中的稳定性，并提出相应的优化建议。
4.结论本研究对独塔双索面预应力混凝土斜拉桥的索力优化和施工稳定性进行了研究。
斜拉桥索力张拉优化方法研究
总第３２０期交 通 科 技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２０ ２０２３第５期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．５Ｏｃｔ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２３．０５．０１２收稿日期：２０２３ ０５ ０５第一作者：蒲洁（１９９４－），男，硕士，助理工程师。
斜拉桥索力张拉优化方法研究蒲 洁 李 江 王天琪 雍正阳 巩海周（中建八局西南公司 成都 ６１００４１）摘 要 针对斜拉桥建设工期紧、二次调索工作量大、张拉工作耗时较长等问题，提出一种索力张拉优化方法。
该方法以主梁上、下缘应力和成桥索力为控制目标，通过对主梁施加临时配重的方式，将二次调索方案转化为一次张拉到位，用以加快施工进度，提高工作效率，实现工程按时通车。
以某矮塔斜拉桥为工程背景，通过施工阶段有限元仿真分析，对所提方法的可行性进行验算，结果表明，成桥索力和施工阶段主梁应力均可达到合理要求，验证了所提方法的可行性。
关键词 矮塔斜拉桥 斜拉索 一次张拉到位 临时配重中图分类号 Ｕ４４８．２７ Ｕ４４１ 斜拉索作为斜拉桥的重要构件，在布置过程中其不同张拉方式会对斜拉桥线形及受力造成较大影响，合理的张拉方式不仅可以降低成本，更能使斜拉桥具有更高的安全性［１ ３］。
目前，常用的斜拉索张拉方式主要分为２种：①一次张拉到位，②二次张拉到位。
大部分斜拉桥索力的张拉使用二次张拉到位的张拉方法［４］，此张拉方式不仅有利于保证桥梁结构悬臂施工阶段控制截面的受力要求，且在保证线形的基础上通过二次调索可使成桥索力和结构内力最大限度地接近理想成桥状态［５］。
但此种斜拉索索力张拉方式存在工作量大、施工周期较长的问题，对于有工期要求的项目不太适用。
斜拉索力一次张拉到位方法就是在施工阶段只进行一次索力张拉［６］，但是为了使桥梁成桥之后达到理想成桥状态，此种斜拉索张拉方式会提供较大的一次张拉索力，这种过大的索力，对于自重较轻的桥梁，可能会导致悬臂施工阶段主梁下缘出现较大拉应力，影响结构安全，且这种方法的主梁线形监控压力大，成桥线形往往较差。
斜拉桥孔跨布局索塔拉索布置及结构体系
（1）在实体塔上交错锚固 在塔柱中埋置钢管，再将斜拉 索穿入和用锚头锚固在钢管上 端的锚垫板上。
（2）在空心塔上作非交错锚固 构造与实体塔锚固相同，但
需在箱形桥塔的壁内配置环向 预应力筋，以抵抗拉索在箱壁 内产生的拉力
• 将钢锚固梁搁置在混凝土塔柱内侧的牛腿上，斜索通 过埋设在塔壁中的钢管锚固在钢锚固梁两端的锚块上。 塔两侧相等
• 梁、塔、墩互为固结，形成跨度内具有多点弹性支承 的刚构。
优点： （1）既免除了大型支座又能满足悬臂施工的稳定要求； （2）结构的整体刚度比较好；主梁挠度小。 缺点:
(1)刚度的增大是由梁、塔、墩固结处能抵抗很大的负 弯矩换取来的，因此这种体系的固结处附近区段内主 梁的截面必须加大。 (2）为消除温度应力，需要墩身具有一定柔性，故常 用于高墩。
（1）塔较矮； （2）梁的无索区较长，没有端锚索； （3）边主跨之比较大； （4）梁高较大； （5）受力以梁为主，索为辅； （6）活载作用下斜拉索的应力变幅较小。
1 主梁构造
主梁的主要作用： （1）将作用分散传给拉索。 （2）主梁承受的力主要是拉索的水平分力所形成的轴压
力。 （3)抵抗横向风载和地震荷载，并把这些力传给下部结
有着很大的关系。
l主孔跨径一般比双塔三跨式跨径小，适用于跨越中小河 流和城市河道。
l边主跨之比为（0.5～0.8），但大多数为0.66。边跨大， 考虑拉索应力疲劳，中间设桥墩改善。
很少采用。因为中间塔没有端锚索来有效限制它的变 位。采用增加主梁刚度和索塔刚度增加了工程量。
活载作用时，往往边 跨梁段附近区域产生 很大的正弯矩，并导 致梁体转动。解决这 个问题，常用：
（3）密索体系主梁各截面的变形和内力变化较平缓，受 力较均匀；
连续梁桥斜拉索预应力控制方法研究
连续梁桥斜拉索预应力控制方法研究连续梁桥是一种大跨度桥梁结构，由于其高度自重较大，作用下会产生较大的弯矩和剪力，因此需要对其进行预应力控制，以使其满足设计要求。
在连续梁桥中，斜拉索是一种经常被使用的预应力调整手段，能够起到较好的调整和控制作用。
斜拉索的预应力调整方法主要有两种，一种是单点控制法，另一种则是均布控制法。
单点控制法是通过对斜拉索的一点或多点进行预应力调整，实现对整个连续梁桥的预应力控制。
这种方法简单、方便，但是其调整效果受到斜拉索约束条件的限制，无法做到均匀的预应力控制，且容易引起桥梁结构的扭曲变形。
相对于单点控制法，均布控制法则是对斜拉索进行均匀的预应力调整，能够做到更加精确的预应力控制和平衡。
在均布控制法中，斜拉索的预应力一般按照跨中点位置的T形分布进行调整，同时整个斜拉索的预应力需要保持一定的水平和垂直平衡，以此来确保梁体的平面和立面稳定。
然而，对于连续梁桥斜拉索预应力控制方法研究的内容长期以来受到了许多限制和挑战。
其中一个主要的原因在于连续梁桥结构较为复杂，需要考虑众多因素的影响，如横向位移、纵向形变和预应力损失等。
为了提高预应力控制的准确度和稳定性，需要结合桥梁地形、材料特性等因素进行综合分析和考虑。
在实际工程中，连续梁桥斜拉索预应力控制方法的研究和实现需要遵循一定的流程和规范。
首先需要进行充分的前期研究和评估，对桥梁结构、地形情况、预应力调整要求等进行系统的分析和判断。
其次，需要选用合适的预应力调整设备和工具，保证施工质量和效率。
最后，需要进行实时监测和调整，确保斜拉索预应力的准确性和稳定性。
总之，连续梁桥斜拉索预应力控制方法的研究是一项复杂的工程领域，需要在理论和实践层面上进行充分的研究和探索。
通过不断探索和创新，我们可以实现斜拉索预应力的精确控制，提高桥梁结构的安全性和稳定性，更好地服务于人们的出行和生活需求。
斜拉桥设计中的结构优化方法
斜拉桥设计中的结构优化方法斜拉桥作为一种重要的现代化桥梁结构，在城市交通和交通运输中发挥着重要的作用。
斜拉桥的设计与结构优化方法一直以来都是桥梁工程领域的研究热点。
本文将探讨斜拉桥设计中的结构优化方法。
一、斜拉桥的结构与特点斜拉桥是一种悬索桥的一种变体，其主要特点在于有多组斜拉索与主梁相连接。
斜拉桥的结构设计可以使桥梁更加坚固和耐久，同时还能赋予桥梁更好的美观和灵活性。
斜拉桥结构与传统的悬索桥相比具有如下特点：1. 结构简洁：斜拉桥的主要构件是吊塔、主梁和斜拉索，与传统悬索桥相比，斜拉桥结构更为简洁，减少了建造和维护的难度。
2. 跨度大：由于斜拉索的加入，斜拉桥的跨度可以更大，能够适应更长的跨越河流、峡谷等自然地形。
3. 抗风性能好：斜拉桥的斜拉索可以起到抵御风力的作用，使桥梁在风力作用下更加稳定。
二、斜拉桥设计中的结构优化方法1. 拓扑优化拓扑优化是斜拉桥设计中的一项重要工作，主要是通过优化梁的布局和结构，以达到斜拉桥在整体性能、刚度和强度方面的最优解。
具体的方法包括约束优化和自由优化。
约束优化方法是在斜拉桥设计过程中，根据已给定的约束条件，通过计算机模拟和优化算法，改变桥梁结构的拓扑形态，以满足设计要求。
自由优化方法则是根据桥梁的空间位置和荷载的作用下，通过计算机模拟和遗传算法等方法，寻找最优的拓扑形态。
2. 材料优化材料优化是指选择合适的材料对斜拉桥的性能进行优化。
在斜拉桥设计中，材料的选择应注意考虑桥梁的自重、荷载、抗风性能、耐久性等方面的要求。
通过对材料的选择与桥梁结构进行匹配，可以使斜拉桥在使用过程中具有更好的性能和更长的使用寿命。
3. 斜拉索优化斜拉索是斜拉桥中起到连接主梁和吊塔的作用，它的优化设计对整个桥梁的性能至关重要。
在斜拉索的优化设计中，应综合考虑索的材料特性、索的形态、索的杆长、索的位移等因素。
通过合理的斜拉索优化设计，可以使斜拉桥的结构更加坚固和稳定。
4. 动力响应优化在斜拉桥设计中，特别是大跨度斜拉桥，对于桥梁的动力响应进行优化设计是极为重要的。
(完整版)斜拉桥施工索力张拉控制及优化
斜拉桥施工索力张拉控制及优化研究背景：随着经济和技术的发展，以及斜拉桥合理的结构形式，我国修建了大量的斜拉桥。
因此该类桥梁的施工控制就显得尤为重要。
国内外学者及工程技术人员对斜拉桥的施工控制进行了许多研究，提出了卡尔曼滤波法、最小二乘误差控制法、自适应控制法、无应力状态控制法等许多实用控制方法。
这些方法的实质都是基于对施工反馈数据的误差分析，通过计算和施工手段对结构的目标状态和施工的实施状态进行控制调整，达到对施工误差进行控制的目的。
施工控制的方法必须与各类斜拉桥设计、施工的特点相结合才能在确保结构安全及施工便捷的前提下切实可靠地实现控制的目标。
目前国内大多数斜拉桥的施工控制都是针对常规的混凝土斜拉桥进行的，其相应的控制方法也是针对常规混凝土斜拉桥的施工特点提出来的，本文着重阐述对于常规混凝土斜拉桥的施工控制过程中的索力张拉控制及优化方法。
斜拉索施工过程：斜拉索安装完毕，即进行张拉工作。
张拉前对千斤顶、油泵、油表进行编号、配套，张拉设备定期进行标定。
斜拉索正常状态按设计指令分2次张拉，第1次张拉按油表读数控制，张拉时4根索严格分级同步对称进行；第2次张拉是在监控利用频率法测完索力后，以斜拉索锚头拔出量进行精确控制。
施工监控包括对索力、应力、应变、线形、温度、主塔偏位的监控。
施工监控在凌晨气温相对稳定时进行，保证在凌晨5点前完成。
索力测试采用应变仪捕捉索自振频率，当测出索力误差超过2时，应对索力进行调整，直到满足要求。
索力调整完毕立即对应力、应变、线形、温度、主塔偏位进行测量。
可分阶段地进行张拉、调索。
在牵索挂篮悬浇时，在控制好挂篮底模标高后，在节段砼灌注过程中，当砼灌注至1/4、2/4、3/4，及砼灌注完后，均需进行调整索力及挂篮底模标高。
当主塔施工至与边跨合拢前、中跨合拢前和合拢后、二期恒载安装后均需按设计要求对全桥斜拉索进行统一检测调整，使全桥线型满足设计要求。
并在对每节段主梁悬浇进行监控时，对主梁最前端的5～6对拉索的索力进行测定，观察其变化幅度是否在设计范围内。
斜拉桥结构的设计与优化
斜拉桥结构的设计与优化目前，斜拉桥已成为现代桥梁工程中的一种重要结构形式。
它以其独特的设计和美观的外观受到世界各地工程师和建筑师的广泛关注。
本文将探讨斜拉桥结构的设计原理和优化方法。
一、斜拉桥的设计原理斜拉桥是一种通过悬挂在主塔和桥墩之间的钢索来支撑桥面的桥梁结构。
其设计原理主要包括以下几个方面：1. 主塔设计：主塔是斜拉桥的支撑结构，承受桥面重载荷的作用。
在设计主塔时，工程师需要考虑桥面跨度、荷载条件和风荷载等因素，并采用适当的形状和材料来保证塔结构的稳定和安全。
2. 钢索布置：钢索是斜拉桥最重要的组成部分之一。
工程师需要根据桥面的形状和荷载条件来决定钢索的数量、布置和张力。
合理的钢索布置可以使桥面受力均匀，增强结构的稳定性。
3. 桥面设计：桥面是斜拉桥供车辆通行的部分。
在设计桥面时，工程师需要考虑桥面的水平线形、纵横坡和抗震性能等因素。
合理的桥面设计可以提高斜拉桥的使用效能和安全性。
4. 锚固设计：锚固是斜拉桥钢索的固定手段，用于将钢索牢固地固定在主塔或桥墩上。
工程师需要选择适当的锚固形式，并考虑锚固点的强度和稳定性。
二、斜拉桥优化设计方法斜拉桥的优化设计是为了使其在满足结构安全和稳定性的前提下，达到最佳造价和美观效果。
以下是一些常用的斜拉桥优化设计方法：1. 材料优化：选择合适的材料是斜拉桥优化设计的关键之一。
工程师可以通过比较不同材料的强度、重量和成本等指标，选择最优材料来减少结构的自重和材料的使用量。
2. 几何参数优化：斜拉桥的几何参数，如主塔高度、桥面倾角和钢索张力等，对结构的性能和外观有着重要影响。
通过对这些参数进行优化调整，可以达到最佳的力学性能和视觉效果。
3. 拓扑优化：斜拉桥的拓扑形式也对其结构性能有一定影响。
工程师可以通过拓扑优化算法，寻找最佳的桥梁结构形式，使其在满足强度和刚度要求的前提下，减少材料的使用量。
4. 多目标优化：斜拉桥的设计目标通常不仅仅是单一的结构性能，还包括社会、环境和经济等方面的考虑。
大跨度斜拉桥索力优化方法研究
大跨度斜拉桥索力优化方法研究陈育廷（中铁长江交通设计集团有限公司/重庆市交通工程质量检测有限公司，重庆市400074）摘要：斜拉桥索力对斜拉桥的成桥状态有直接影响，索力的不同组合也影响着斜拉桥结构的力学行为。
斜拉桥索力的优化研究是大跨度斜拉桥设计工作与施工过程中的重要课题，可通过优化设计索力值调整或改善斜拉桥的成桥状态，使其接近理想成桥状态。
本文介绍几个常见的索力优化方法，并简要说明各索力优化方法的优缺点，总结出一种更复杂、更多元化的索力优化方法（综合法）。
同时结合工程实例，对比刚性支承连续梁法和综合法的索力优化结果，证明该法的合理性和可行性。
关键词：斜拉桥；索力优化；综合方法大跨度的桥型多选取斜拉桥，斜拉桥的基本构件包含主梁、桥塔、拉索3部分，其中拉索承担着竖向支撑主梁、分散主梁弯矩、增强跨越结构稳定的作用。
早在古代时期，斜拉桥已发展起来，初具雏形，如城门的吊桥、竹索桥等。
随着时间的推移，分析理论发展趋于成熟，高强材料被应用在桥梁建设中，施工技术和设施的极大进步，这催动着大跨度斜拉桥的建设日趋快速化、多元化、复杂化。
因此，本文聚焦于大跨度斜拉桥建设中常会考虑的索力优化问题，总结了近些年在优化大跨度斜跨桥索力方面的理论研究，同时结合工程实例建立有限元模型，对比综合法在大跨度桥梁优化索力问题上的实用性，以及该方法未来的发展趋势。
1大跨度斜拉桥的发展与特点斜拉桥最早被用在公路交通上，属于柔性结构。
铁路交通运输作为新的交通方式，因其载货量大、行驶速度快等特点而被广泛应用，铁路斜拉桥应提高结构整体刚度以保证列车的安全运行。
铁路斜拉桥的主梁采用钢桁梁，可提升其刚度和跨越能力，且不同桁高和桁宽的桁梁可满足斜拉桥对刚度和强度的需求。
如公铁两用斜拉桥的桁梁结构可布置双层桥面，以合理利用桥梁空间。
表1国内外钢桁梁斜拉桥序号桥名国家建成年份主跨(m)1柜石岛桥日本19874202岩黑岛桥日本19874203厄勒海峡大桥丹麦、瑞典2000490 4芜湖长江大桥中国2000312 5武汉天兴洲长江大桥中国2009504 6闵浦大桥中国2010708 7桂平郁江特大桥中国20112288重庆涪陵韩家沱长江特大桥中国2011432 9安庆长江铁路大桥中国201258010黄冈长江大桥中国201256711沪通长江大桥中国20191092在日本北陆新干线工程的建成之后，钢桁梁斜拉桥进入快速发展时期。
高塔斜拉桥悬索索索布置优化研究
悬索索是高塔斜拉桥的主要受力构件之一，其布置方式对桥梁的受力性能和稳定性具有重要影响。优化悬索索 布置可以提高桥梁的承载能力、改善受力性能、减小结构变形，从而提高桥梁的安全性和使用寿命。
国内外研究现状及发展趋势
国内外研究现状
目前，国内外学者在高塔斜拉桥悬索索布置优化方面已经开展了大量研究工作，包括理论分析、数值模拟和实验 研究等。这些研究主要集中在悬索索形状、数量、角度和预应力水平等方面，取得了一定的研究成果。
悬索索索布置形式及特点
平行式悬索布置
各悬索在塔柱两侧平行排列，具有结构简洁 、受力明确的特点。
扇形悬索布置
悬索在塔柱处以扇形散开，适用于较宽的桥 面，能够提供良好的横向稳定性。
空间式悬索布置
悬索在三维空间内布置，具有更高的灵活性 和适应性，但构造复杂。
悬索索索受力性能和稳定性分析
受力性能
悬索作为主要承重构件，其受力 性能直接影响桥梁的安全性和稳 定性。合理的悬索布置能够减小 应力集中，提高结构整体刚度。
2
数值模拟与实验验证
通过数值模拟和实验验证，证明了所提 出的悬索索索布置优化方法的有效性和 可行性，为实际工程应用提供了理论支 持。
3
工程应用案例
将所提出的悬索索索布置优化方法应用 于某高塔斜拉桥的实际工程中，取得了 显著的效果，提高了桥梁的承载能力和 稳定性。
对未来研究方向的展望
1 多因素综合优化
索力优化分析
通过调整悬索索的布置方式和索力大 小，分析其对主梁和塔受力性能的影 响，寻求最优的索力分布方案。
多目标决策方法探讨
多目标函数的构建
针对高塔斜拉桥悬索索索布置优化问题，构建多个目标函数，如 结构刚度最大化、索力分布均匀化等。
预应力效应对无背索斜拉桥索力优化的影响分析
＆ ≤ ｊ
Ｉ
用下， 做一 次落 架成 桥计 算 ， 恒 载计算 成桥 索力 ， 按 与
施工 方法 无关 。在进 行成 桥索 力优 化 时 ， 虑计人 和 考 不计 入 主梁预 应力 效 应 两 种 方 式 。用 变量 绝 对 值 的 和作 为 目标 函数进行 索 力优化 ， 且塔顶 和索 梁锚 固点
表明， 预应力效应对无 背索斜拉桥索力优化 和结构受力有较大影 响， 在实 际无背索斜拉桥结构分析 中不 能忽略预应 力效应对全桥
结 构索力优化 的影 响。
关 键 词 ： 背 索 斜 拉 桥 ； 应 力 效 应 ； 力 优 化 ； 响 矩 阵 ； 知 荷 载 系 数 法 无 预 索 影 未
中图分类号： ４ ． ７ Ｕ４ ８ ２
预应 力 效 应 对无 背 索 斜 拉 桥 索力 优 化 的影 响分 析
庞 连 才
（ 合肥铁路勘察设计 院有 限公 司 ， 安徽 合肥
摘
２０１） ３０ １
要： 无背索斜拉桥 成桥状 态结构 内力 和线形 的确定是斜拉桥设计 和施工过程 中的重要程序 ， 成桥状 态的合理性 是保障无背索
斜拉桥结 构安全 、 适用 和经 济的重要前提 。针对 预应力混凝土无背索斜拉桥在考虑 和不考虑预应力 效应的情况下 ， 采用基于影 响 矩 阵的未 知荷载 系数法 ， 在对 主梁 和桥塔特定截 面位移约束 的条件下 ， 对全桥结构进行索力优化并分 析结构受力状 态。分析结果
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ３５ ８ （０ ２ ０ —２ ５０ １ ７—７ １ ２ １ ）３０ ９— ３
０ 引
言
矩 阵建立 起 矩 阵关 系并 采 用 数 值 求 解 够很好 地适 用 于求解 斜拉 桥 结构 的索 力优 能
PC斜拉桥斜拉索面积、索力及预应力筋综合优化的开题报告
PC斜拉桥斜拉索面积、索力及预应力筋综合优化的开题报告一、题目PC斜拉桥斜拉索面积、索力及预应力筋综合优化二、研究背景与意义现代道路建设中，随着城市化的不断发展，城市中的桥梁建设日益增多，斜拉桥作为一种经济、高性能的桥型在城市中获得了广泛应用。
斜拉桥桥面主要由主梁与斜拉索构成，斜拉索在整个结构中起着支撑主梁的作用，同时还承受着车辆与行人的荷载。
因此，斜拉索的设计优化具有重要的意义。
本研究通过对斜拉桥斜拉索的面积、索力以及预应力筋的综合优化，旨在提高斜拉桥的设计效率和经济性，同时减少结构的耗能，保证结构的可靠性及安全性，达到保证城市交通顺畅与安全的目的。
三、研究内容及方法1. 研究内容本研究将围绕斜拉桥斜拉索面积、索力及预应力筋综合优化展开以下研究内容：（1）研究斜拉桥斜拉索面积对结构承载力的影响规律。
（2）研究斜拉桥斜拉索索力对结构性能的影响规律。
（3）研究斜拉桥预应力筋数量、直径及张拉力对结构性能的影响规律。
（4）基于优化理论，综合考虑斜拉索面积、索力、预应力筋数量、直径及张拉力等多个因素，寻找最优的斜拉索设计方案。
2. 研究方法本研究将结合理论分析与数值模拟方法，具体方法如下：（1）通过建立结构分析模型，对斜拉桥斜拉索的工作特性进行理论分析，分析斜拉索面积、索力及预应力筋的影响规律。
（2）通过ANSYS等有限元分析软件，对斜拉桥斜拉索进行建模，并进行荷载模拟，求解斜拉索的应力、应变、变形等指标参数。
（3）建立性能指标函数模型，对斜拉索面积、索力、预应力筋数量、直径及张拉力等参数进行优化设计。
（4）基于遗传算法等优化算法，寻找最优的斜拉索设计方案。
四、预期研究结果本研究将得到以下结果：（1）研究斜拉桥斜拉索面积、索力及预应力筋的优化设计原理和方法。
（2）得出斜拉索面积、索力及预应力筋数量、直径及张拉力等参数优化的最优方案。
（3）提高斜拉桥设计效率和经济性，并减少结构耗能，提高结构可靠性及安全性。
斜拉桥论文：斜塔斜拉桥索塔施工控制研究
斜拉桥论文：斜塔斜拉桥索塔施工控制研究【中文摘要】斜拉桥作为最受人们喜爱的桥型之一 , 在桥梁建设中发挥着不可取代的作用。
而斜塔斜拉桥是斜拉桥大家庭中的一个重要成员 , 而且因为其外形多具有艺术感 , 常常作为各个城镇的标志性建筑。
斜塔斜拉桥采用独塔 , 在跨越中小河流上有着巨大的优势 , 但其索塔倾斜的特性给人们提供视觉冲击的同时 , 也给建造工作增加了一定难度。
本文以泗阳大桥为工程背景 , 对如何达到索塔理想线形及理想的应力分布进行了系统的研究和探索 , 在以下几个方面做出了重点的论述： 1 首先讲述了斜拉桥的发展历程 , 介绍了从第一代斜拉桥到第四代斜拉桥的各自特点和代表作品 , 并且对斜拉桥的基本构造和索塔形式做出了描述 , 对斜塔斜拉桥的特点进行了剖析。
2 深入阐述了斜塔斜拉桥索塔施工监控的重要性 , 提出了用预偏量来控制斜索塔线形的监控方法 , 并对此方法做出了理论推导 , 为预偏量的分析及计算提供了理论支持。
3 根据现场的施工情况及实测数据 , 运用桥梁有限元分析软件 MIDAS/CIVIL 建立了泗阳大桥仿真模型 , 并从中提取出索塔各施工单元及索道筒预偏量数据来辅助施工 , 此外 , 通过模型分析 , 对索塔各个阶段的应力线形状态也有所了解 , 为应力测点的埋设位置提供了理论依据。
4 依据模型 ...【英文摘要】 Currently, Cable-stayed Bridge which play an irreplaceable role in contribution of bridge, have become oneof the most favorite bridge type in people’s mind. As animportant member in the family of cable-stayed bridge,Cable-stayed bridge with bias tower is often used to citylandscape because of its artistic feeling in the appearance.The tower in most of cable-stayed bridge with bias tower which have a huge advantage in spanning small or medium size river is single tower. However, though the bias tower...【关键词】斜拉桥斜索塔施工控制预偏量【英文关键词】cable-stayed bridge bias tower construction control pre-bias quantity。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｏ ｏｔ ａ ｍ ｔ ｄ ｐｅ ｒ ｓ ｔ ｄｎ ｏｔ ｂｘ ｏ． ｐｒｏｅ ｏ ｅ ｄｎ， ｆ ｉ ｌ ｈ ｏ ｒ ｔ ｓ ｄ ｏ ｌ ｕ ｆ ｏ ｐｌ Ｔ ｅ ｐｓ ｉｔ ｓｖ ｔ ｏｓ ｐｍ ｅ ｏ ｆ ｓｅ ｅ ｅ ｎ ａ ｙ ｏ ｒ ｙ ｎ ｈ ｕ ｓ ａ ｅ ｎ ｍ ｋ ｓ ｅｓ ｆ ｍ ｓ ｉ ｔ ｎ ｐｌ ａｄ ａｃ ｂａｉ ｃｐｃｙＴ ｅ ｌａｉ ｅａ ｐ ａｅ ｓ ｕｉ ｒ ｄ ｔｂ ｉ ｉ ｙ ｎ ｅｈｎｅ ｒ ｇ ａｉ ． ａｐｃｔ ｎ ｍ ｌ ｔ ｒ ｎ ｏ ｉｒ ｕ ｏ ｎ ｏ ｎ ｎ ｅ ｎ ａ ｔ ｈ ｐｉ ｏ ｘ ｅ ｈｓ ｗ ｔｅ ｔｏ ｂｉ ｓｃｅｓ ｌ ａ ｓｏ ｎ ｍ ｈｄ ｎ ｕｃｓ ｕ． ｈ ｈ ｅ ｅ ｇ ｆ
满足构造要求条件下尽量靠锚固墙外侧布置， 以抵 消拉索荷载在锚固崎外侧产生的拉应力； （） ４ 锚固坡布置横桥 向（ 方向） Ｘ 曲线束， 这种 曲线束一方面可以抵消拉索荷载在锚固墙外侧产生
图 Ｉ 模璧的几何尺 寸友ｍ
的拉应力， 另一方面可以在 中助产生压应力 ；
节点有数千个 ， 但是根据模型结构的受力特点， 模型 在荷载作用下的最危险截面为边 界面， 因此可 以采 用控制边界面上几个主要应力控制点的方法对模型
（． ｏｏ Ｃｖ Ｅｇ ｅｒｇＨ ｎｎ ｖ ｓｙ Ｃ ａｇｈ ４０８． ｎ ｉ ｒｔ， ｎｓａ ０２ Ｃ ｉ ； ＩＳｈ ｌ ｉｌ ｉ ｅｎ， ａ Ｕ ｅ ｉ ｈ ｃｏ ｆ ｉ ｎ ｎ ｉ ｕ ｎ １ ｈａ ２Ｇ ａｇｏｇ ｈ ａ Ｃｎｔ ｃｏ Ｃ ｍ ａｙ Ｇ ａｇｈｕ ６０ Ｃ ｉ ｐｎ， ｎｚｏ ５０２． ｎ） ． ｎｄｎ Ｈｇｗ ｙ ｓ ｕｔｎ ｕ ｉ ｏ ｒ ｉ ｏ ｕ １ ｈａ
失， 采 用 超 张 拉 或 在 管 道 内 加 润 滑 剂， 常 如
Ｈｌ ｌ ｄ ｅ ｅ ｎ 桥已成功应用常规Ｙ值计算预应力损 ｇａ
失， 较大的管道摩擦损失通过厚而光滑的涂油套管 来 消除康阻的设计方式。本文预应 力筋均采用
门 ｌ１口 厂 ｝ｌ口
尸 仪力控 Ｍ
澎
４ ５２ ， ８０ ａ ５ ． ｍ Ｒ ＝１ Ｍ 的低松弛高强钢绞线。 １ ｍ ， ６ Ｐ
收稿 日 ２０－８１ 期 ０００－５ 作者摘介： 邵旭东１９１）男、 １６－， 浙江，阳人， 翻南大学放授， 工学博士
对塔体应力的敏感性。笔者以岳阳桐庭湖大桥单箱 双室索塔为例， 阐述了斜拉桥索塔锚固区的预应力
优化布束方式的研究过程。
１ 计算模型
有限元计算模型取索塔的一个索间节段进行分 析， 模型的几何尺寸见图 １ 考虑到模型几何和荷载 ｅ 的对称性， 计算模型取结构的 １２ ／ 进行分析。采用 Ｓ Ｐ 线弹性分析模块中的第 ５ ８ Ａ５ 类 节点块体元， 共 ４ 个节点， ０４ １２ ０ ３ 个单元。 ４
采用交错张拉， 最后得到的永存应力可取平均永存 应力。索塔锚固区内预应力筋比较短， 短束效应明 显。 锚具变形和力筋回缩损失也较大 ， 有条件时要进 行实验侧定。 在计算管道魔擦损失时， 对于满足起弯 半径 Ｒ 妻４ｍ的曲线钢纹线， ， Ｐ Ｋ可按正常范围取 值。但预应力索塔结构中常采用 Ｒ ｍ的小半径 ＜４ 曲线钢纹线， 比如铜凌长江大桥中钢纹线半径 Ｒ ＝ １２ 杨浦大桥在模型试验时采用了 Ｒ＝１２ 和 ． ｍ， ． ｍ Ｒ＝Ｏ５ ． ｍ两种小半径钢绞线， 南京长江二桥塔上 Ｕ型筋半径 Ｒ ． 娜威 Ｈ ｌ ｌ ｄ Ｕ型筋 二１５ ｍ， ５ ｅ ｅｎ 桥 ｇａ Ｒ＝Ｏ８ ． ｍ。此时预应力管道摩擦损失较大， 按正常 取值不安全， 一般应通过实验或参照以往经验来确 定 ｐｉ ， 取值。 ｃ 如铜陵桥的实测结果１ ． 南京二 ＝０３ ， ０ 桥通过实验取ｐ ． ＝０４。为减少预应力管道摩擦损 ６
第１ ４卷
第 ２期
２ ０ 年 ４月 ０１
中 国 公 路 学 报 Ｃ ｉ Ｊ ｒａｏ Ｈｇｗ ｙ Ｔａｓｏ ｈ ａ ｎｌ ｉ ａ ａｄ ｎｐｒ ｎ ｏ ｕ ｆ ｈ ｎ ｒ ｔ
Ｖｏ ． ２ ｌ １ Ｎ０ ４ ． 人ｐ ． ２ ０ ｒ ０１
文ｔ门号 ：０ １７ ７ （０ １０－０ ００ １０ －３ ２ ２０ ）２０ ４ －５
等效荷载公式 。
设圆弧型钢纹线的半径为 Ｒ 回心角为 ２， ， ６每 根预应力筋的有效力为尸， 沿长度不变（ 平均）如图 ， ３ 所示。取对称的一半如图 ３ｂ 所示， （） ａ （） 根据等效 荷载原理， 预应力筋形成 自平衡体系， 则取半弧形钢 绞线， 上必作用有沿二和 ｙ方向的分布力， 在半圆 弧上任取一万微段长ｄ， ｓ则在Ｘｙ方向的长度分别 ， 为ｄ ，ｙ设在该徽段上分布荷载为常数， ｘｄ ， 其值分别 为 ４ ｝ 如图 ３ｃ所示。 ．９ ， （）
Ａ ｓ ａｔ Ｆｒ ｓ ｅ ｅ ｂｘ ｏ ｏｃｂ － ａｅ ｂｉ ｅ， ｅ ａ ｍ ｎ ａ ａｇｍ ｎ ｓ ｌ ｏ ｂ ｒ ； ｐｅ ｒ ｓ ｏ ｐｌ ｆ ｌｓ ｙｄ ｇｓｔ ｒ ｒ ａｙ ｎｅ ｅｔ ｅ ｆ ｔ ｃ ｏ ｒ ｔ ｓ ｄ ｙ ｎ ａ ｅ ｔ ｒ ｄ ｅ ｈ ｅ ｒ ｒ ｔ ｓ ｙ
应力进行控制。 根据实际结构的施工程序， 模型先张拉预应力，
（） ５每室内布置 Ｕ型束， 这种束既可抵消边、 中 肋的拉应力 ， 也可抵消锚固墙外侧的拉应力。 预应力筋对模 型的作 用按张拉控制应力 ‘ 扣 除各种损失后得到的水存预应力 。 存 二 来计算。由于
然后再作用拉索荷载， 因此模型应力控制包括： 预应 力张拉后的应力控制及拉素荷载作用后的应力控
斜拉桥预应力索塔优化布束方式研究
邵旭 东‘曾田胜２李立峰，彭旺虎‘ ， ， ，
Ｑ． 湖南大学 土木工程学院， 湖南 长沙 ４０８ ； 广东省公路建设公司， １０２ ２ ． 广东 广州 ５０２ ） １６０
摘 要： 抖拉桥预应力箱形索塔， 其预应力布Ｘ有多种不同的方式， 通过多个索塔研究工作的积双， 提 出了索塔 中预应力化化布！方式的理论解答， 目的是节约力筋， 使塔 内应力均衡并提 高承载潜 力， 实例表明该法是成功的。 关健词： 抖拉桥； 索塔； 预应力； 优化布１ 中圈分类号： ４ －８ Ｕ４ ３３ 文做标识码： Ａ
五种预应力筋中前四种采用一端张拉， Ｕ型索为消 除管道摩擦扭失采用两端张拉， 张拉控制应力 ６＝ ｆ １ ＭＰ ， ４５ ａ 预应力管道库擦系数取 １ ，５管道 ６ 二。２ ， 偏差系数 Ｋ ． ５ 其他损失参照《 ＝００ １ ， ０ 桥规》 规定。 扣
力的最小值如下 ：
图 ２ 应力控“点 除各项预应 力损失后 ， 可得各种预应力筋 的永存应
制。
在拉索荷载作用下， 单箱双室模型边肋受力为 拉弯组合， 中肋基本是轴向受拉， 锚固墙受弯剪作 用， 且边、 中肋拉应力主要受Ｙ方向应力 ａ控制， ， 最 大拉应力发生在肋与倒角的交接处。 锚固墙主要受 Ｘ方向应力 ‘控制， 最大拉应力发生在锚固墙外侧 的孔口上下缘。对节段模型的应力控制就可以转化 为对模 型中肋、 边肋、 锚固墙的几个应力点进行控 制。 从分析看， 当模型某一控制截面中某点拉应力最 大时， 则该点可作为主要应力控制点。 单箱双室模型 可作为主要应力控制点有： 边肋、 中肋与倒角文接处 的。， ， 锚固墙外侧孔日上下任一点的应力‘等。三 个应力控制点见图 ２ 。
Ｋ ｙ ｒｓ ｃｂｅｓ ｖｄ ｄ ｅｐ ｌ ；ｒｓｒｓ；ｐｉ ｌ ａｇｍｅｔ ｅ ｗ ｄ ： ｌ ｔ ｅ ｂｉｇ ； ｎ ｐｅｔ ｓｏ ｔ ａｒｎ ｅ ｎ ｏ ａ －ａ ｒ ｙ ｏ ｅ ｍａ ｒ
采用平面预应力布置抵抗拉索应力的预应力索 塔， 其原理就是通过预应力筋在索塔锚固区产生的 预压应力来平衡拉索荷载在塔内产生的巨大拉应 力。 为有效利用预应力， 索塔锚固区内的预应力筋的 布置就必须按照拉索在锚固区内产生的拉应力分布 规律来布置， 荷载工况应考虑预应力张拉和营运这 两个阶段， 同时在各种组合情况下， 锚固区各截面的 应力比较均匀。当荷载达到最大时， 是多个点， 而不 是一个点达到极限状态。另外还需虑及施工简易方 便等因素。 由于斜拉桥预应力索塔锚固区足尺节段模型试 验重复的不经济性， 因此对斜拉桥索塔锚固区的预 应力筋的优化布束方式的研究首先需要通过详尽的 空间有限元分析， 研究内容主要是计算拉索在塔内 产生的应力分布规律， 并确定各种预应力布束方式
预应力筋的布置应最有效地发挥预应力的效率， 对 于单箱双室索塔， 预应力筋可能的布置种类有 以下
几种（ ４ ： 图 ）
ｍ时， ｇ ６ ＭＰ ， ａ 二８６ ａ ＊
Ｕ型束： Ｒ＝１０ 时，＊ ＝６０ ａ ． ｍ ａ ｇ ０ ＭＰ ，
（） １ 中肋布置顺桥向（ Ｙ方向） 直线束， 对称布 置， 用来抵消索荷载的中肋产生的拉应力； （） ２边肋布Ｉ顺桥向（ Ｙ方向） 直线束， 在清足构
２３ 预应力等效荷载的计算 ．
在对模型进行空间有限元分析时， 顶应力对摸
万方数据
中
国 公
பைடு நூலகம்
路
学 报 力结构， 由拉应力控制设计 ， 即
２０ ０ １年
型受力的影响是将预应力化为等效荷载加到模型中 进行计算的。 在一般的梁或框架的等效荷载计算中，
直线型预应力筋等效荷载为预应力筋锚固两端的集 中力和偏心弯矩 。曲线预应力筋等效荷载由两部分
土的拉应力； 为预应力扣除全部损失后产生的混 。 ，
凝土的预压应力 ｔ ． ｏ 为拉应 力限制 系数 ； Ｙ为受拉 区 棍凝 土 塑性 影 响系数 ； 为混 凝土抗拉 强度 标准 ｆ． 值。
在空间模型结构中， 预应力筋的等效荷载与一 般梁与框架的预应力等效荷载有些不一致。直线型 预应力筋的等效荷载为预应力筋两端的集中力， 直 接作用在相应节点上， 曲线预应力筋当采用圆弧型 曲线筋时， 因弯曲圆心角大， 其等效荷载就不能按上 面取值。下面推导平面内圆弧型曲线筋比较精确的