斜拉桥的自适应无应力构形控制法
预应力混凝土斜拉桥自适应施工控制分析
摘
要：在预应力混凝土斜拉桥的施工过程中对主梁线形与结构内力的控制非常重要。提出一种自适应施工控制
分析方法。其中用改进刚性支承连续梁方法分析合理成桥状态，用正装迭代法分析合理施工状态，用基于最小二 乘法的参数复核识别算法进行参数估计，用带残差修正的灰色预测模型进行参数预测。通过算例分析表明，提出 的施工控制分析方法可行且结果合理。 关键词：预应力混凝土斜拉桥；施工控制；最小二乘法；改进刚性支承连续梁法；参数复核识别算法；灰色预测 模型 中图分类号：TU311 文献标识码：A
j =1
用迭代法求本方程的最小二乘解，先设
J J {∆ p} = 0 ，由 {∆ V1 } w 用最小二乘法求 {∆ P1 } k 1： T V 2 V V V 2 [ AV P1 ] [ ρ ] [ AP1 ]{∆ P 1 } = [ AP1 ][ ρ ] {∆ V1 } (13) J J1 将 {∆ P1 } k 1 作为已知，求解 {∆ p} ( k − k1) ：
∑ nT j
< ε 1 , max
xj Tj
<ε2
(11)
v T v [ AP ] [ ρ v ] 2 [ AP ]{∆ P} = v T v [ AP ] [ ρ v ] 2 ({∆ v} − [ AP 1 ]{∆ P 1 }) J 将 {∆ p}(Jk1− k1) 作为已知，求解 {∆ P1 } k 1： T V 2 V [ AV P ] [ ρ ] [ AP1 ]{∆ P 1} = T V 2 v [ AV P1 ] [ ρ ] ({∆ V } − [ AP ]{∆ p})
∑ [∆ CPi − ∑ S ij x j ] 2 = min
i =1 j =1
(4)
2 自适应施工控制的分析方法
大跨度斜拉桥自适应无应力状态法施工控制实践(工程硕士)
大跨度斜拉桥自适应无应力状态法施工控制与实践2012年3月目录第一章.............................................................. 绪论21.1斜拉桥发展 (2)1.2施工控制现状 (2)1.3本文研究背景 (2)1.4本文研究主要工作 (2)第二章 ............................................ 斜拉桥自适应无应力控制法21.5概述 (2)1.6自适应控制法基本思路 (2)1.7自适应控制系统 (2)1.8本章小结 (2)第三章 ..................................................... 拉索无应力控制21.9概述 (2)1.10悬链线法 (3)1.11抛物线法 (3)1.12本桥控制实践 (3)边跨斜拉索索力监控表 (3)中跨斜拉索索力监控表 (20)1.13本章小结 (36)第四章 ................................................... 主梁无应力控制法361.14设计及成桥线形 (37)1.15制造线形 (37)1.16安装线形 (39)边跨线形监控表 (39)中跨线形监控表 (51)1.17本章小结 (70)第五章 ......................................................... 结论及展望71第一章绪论1.1斜拉桥发展1.2施工控制现状1.3本文研究背景1.4本文研究主要工作第二章斜拉桥自适应无应力控制法1.5概述1.6自适应控制法基本思路1.7自适应控制系统1.8本章小结第三章拉索无应力控制1.9概述斜拉索为一柔性结构，在自重作用下，呈现为悬链曲线。
目前在悬索桥计算中，求取大缆无应力下料长度一般采用悬链线求解；而在斜拉桥中, 还普遍采用以抛物线理论为基础的公式求解。
斜拉桥支架法施工的自适应安全监测技术
无应力状态法在斜拉桥主塔施工计算中的应用
无应力状态法在斜拉桥主塔施工计算中的应用汪金辉【摘要】Based on the fundamental principle of unstressed state control method,mechanical equilibri-um equations of diagonal structure construction in stages is established and the unstressed state a-mount of structural elements is derived.Then,the conclusion can be derived that the internal force and geometric shape of the final structure of the bridge are independent of the construction process,if the load,the structure system,the boundary conditions and the unstressed state amount of structural elements are certain.The unstressed state control method can be applied for process control of leaning tower construction,providing technical support for constructing the high leaning tower successfully.%根据无应力状态法基本理论，建立斜压结构的分阶段施工力学平衡方程，导出分阶段施工构件单元的无应力状态量。
得出当结构外荷载、结构体系、边界条件、单元无应力量一定的情况下，其对应的结构内力和位移是惟一的，与结构的形成过程无关。
无应力状态控制法综述
文章编号:1003-4722(2010)01-0071-04无应力状态控制法综述黄晓航1,高宗余2(1.中铁大桥局集团有限公司,湖北武汉430050; 2.中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉430050)摘 要:无应力状态控制法是解决桥梁结构分阶段施工的理论方法。
通过建立分阶段施工结构的力学平衡方程,从理论上阐明桥梁构件单元的无应力状态量是影响分阶段施工结构内力和位移的本质因素,并得出无应力状态控制法原理:在结构外荷载、结构体系、支承边界条件、单元无应力长度、无应力曲率一定的情况下,其对应的结构内力和位移是惟一的,与结构的形成过程无关。
采用无应力状态控制法,在斜拉桥安装计算时可由成桥最终状态直接解算施工中间状态;可分析杆件工厂制造长度偏差对桥梁结构内力和线形的影响;可实现调索与其他工序并行作业等运用传统方法解决较困难或无法解决的工程问题。
关键词:桥梁工程;分阶段施工;无应力状态量;安装计算;施工监控;原理;应用中图分类号:TU311.4文献标志码:AA Summarized Account of Unstressed State Control MethodH U ANG Xiao hang1,GAOZong y u2(1.China Zhongt ie M ajo r Bridge Engineer ing G roup Co.,L td.,W uhan430050,China; 2.ChinaZho ng tie M ajor Br idg e Reconnaissance&Desig n Institute Co.,L td.,W uhan430050,China)Abstract:T he unstressed state co ntro l method is a theoretic m ethod for bridg e structur e con structio n in stages.By establishing the m echanical equilibrium equations for the structure,it is theoretically ex plained that the unstressed state am ount o f the element o f the str ucture is the es sential factor that has influence on the internal force and displacem ent of the structur e constructed in stages and the principle of the unstr essed state control is obtained,that is,under the certain conditions of the ex ternal load,structural system,supporting boundary co ndition,element un stressed leng th and unstressed cur vature,the structur al internal force and displacement co rre spo nding to the conditio ns is sole and has no relatio nship w ith the fo rmation pro cess of the str uc ture.T hrough utilization of the unstressed state contr ol m ethod in the calculatio n fo r erection ofa cable stayed br idge,the construction interm ediate state can be directly solved from the finalcom pletion state,the influences of the shop manufactur ing length to ler ance of structural members on the internal fo rce and geometric shape o f the structure can be analyzed and the parallel o pera tion o f cable adjustment and other w or king procedures that is difficult for the conv entional con structio n methods to be carried out or that can not be car ried out by the m ethods can be realized.Key words:bridg e engineering;co nstructio n in stages;unstr essed state amount;calculation for erection;construction mo nitoring and co ntro l;principle;applicatio n收稿日期:2009-11-13作者简介:黄晓航(1970-),男,高级工程师,1992年毕业于上海交通大学工程力学专业,工学学士(h uangx h@)。
无应力状态法在大跨径预应力钢筋混凝土斜拉桥中的应用
工 阶段 模 型进 行 计 算分 析 ，通 过 箱梁 的成桥 索 力 、成 桥 线形 和 无应 力 索 长来 调 整施 工 阶 段张 拉 索力 。最 终计 算
结果作 为大 桥
定 缆索 的 自振频 率 ，进而 求得索 力 。
３ 施工 控 制结果 与分 析
３ ． １线形
施 工 控 制 的理 论轨 迹 ，具 体 数据 包 括各 施 工 况状 态 以及 成 桥状 态 下变 量 的理论 数 据 （ 主 梁标 高 、控 制截 面 应 力 应 变 、挂 索 索力 ）、施 工 控 制数 据 理论 值 （ 立模 标
０ 引 言
随着 国家交 通 建设 事 业 的高 速发 展 ，桥 梁 的跨 越 能
力 迅 猛 提 高 ，斜 拉 桥 已 被 桥 梁 设 计 者 广 泛 运 用 于 现 代 桥 梁
比较 ，反馈调整 混凝土 收缩徐 变等系数 ，及时掌 握主梁 的 内部应 力情况 ，确保施工 安全 。
设计 中。 目前 国 内的大 跨径斜 拉桥一般 都采用 分阶段 逐步 安装 的施工方 式 ，这就 涉及 到准确 的计 算模型 和严格 的施
高 ）等 。 １ ． ３计 算 方 法
该 大桥 悬 臂 施工 历 时一 年 ，在 此期 间对各 墩 箱梁 悬 臂 段施 工 线 形进 行 跟踪 监 测 ，箱 梁 现 阶段 的实 测 线形 和 计算 线形 比较 。 在 箱 梁 控 制 截 面 高 程 监 测 过 程 中 ，部 分 节 段 高 程 与 理 论 高 程 出 现 误 差 ， 但 现 场 实 测 线 形 变 化 规
应 力 索 长 不 发 生 改 变 ，无 论 结 构 施 工 过 程 如 何 改变 ， 都 不 会 对 结 构 最 终 的位 移 状 态 和 内力 状 态 产 生 影 响 。
分阶段施工桥梁的无应力状态控制法[论文]
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分阶段施工桥梁的无应力状态控制法摘要：二十世纪八十年代，时任中国铁路局大桥局总工程师秦顺全，在认识到经典结构分析方法无法满足节段施工桥梁内里和变形的需要时，从而创造性的发明了斜拉桥分阶段施工中的无应力状态控制法，用于计算施工中桥梁结构内应力。
这种方法，根据斜拉桥完成后应力不变的性质，改善了一直沿用的经典力学中由各部分应力简单矢量叠加求和的不足，形成了一种通过完成后应力计算施工中应力的独特方法。
关键词：桥梁施工斜拉桥施工分阶段施工无应力状态控制法1、背景二十世纪五十年代到六十年代，桥梁节段施工技术和拱桥施工技术被广泛使用，这对桥梁技术的发展起了极大的促进作用。
分节段施工桥梁中的一些问题应运而生，其中就有施工过程和成桥状态结构分析问题。
经典的结构分析方法在这个问题上遇到了困难。
中国铁路局大桥局总工程师秦顺全同志创造性的提出了无应力状态控制法，用于解决斜拉桥分阶段施工中计算问题理论的控制方法，并将正式论文发表于1992年的全国桥梁结构学术会议上。
1993年武汉长江二桥的建设就采用了此种方法，获得了极大的成功，这仅仅是第一次。
后来的二十年，该方法应用在三十多个案例中，无一失败。
无应力状态控制法从被提出到现在已经二十多年，但其一直没有在外面流传，只在中铁大桥局内部使用。
直到2007年，为了使无应力状态控制法更加完善，一本名为《桥梁施工控制无应力状态法理论与实践》被出版发行，呈现了一个不错的理论构架，无应力状态控制法才逐步被外界熟知。
但是，外界因为对此缺乏了解，甚至很多人还存在着理解偏差。
2、为什么经典力学在斜拉桥分段施工中失效从上世纪60年代开始，大多数桥梁建设工程中开始应用分阶段施工技术，一些以前从未遇见的问题也伴随而来。
在分阶段施工和桥梁施工中，过程中所形成桥状态与完工后的桥状态相比出入很大，施工过程中桥状态的结构分析此时变得很有必要。
经典力学的结构分析法一直被沿用，但是这种方法使用过程中，结构的形成过程是不在考虑范围内的。
斜拉桥安装的无应力状态控制法-秦顺全
斜拉桥安装的无应力状态控制法中铁大桥局集团有限公司 秦顺全摘要：针对斜拉桥的结构特点和施工安装阶段主要面临的问题，以结构单元的无应力状态量作为控制主线，对成桥目标进行自动逼近，实现安装阶段多工序同步作业。
经模型试验和数座大跨度斜拉桥的施工实践证明了该方法的有效性和可靠性。
一、概述为减少斜拉桥成桥状态的恒载应力和徐变二次力的影响，国内外已修建和拟修建中的大跨度混凝土斜拉桥大多采用刚性支承连续梁作为加劲梁的成桥状态，通过施工过程中的索力调整，使斜拉桥在全部恒载完成后，加劲梁的主要力学量（挠度，弯矩）达到或接近以索在梁上的锚点为刚性支承的连续梁状态，同时主塔也处于较理想的应力状态和位移状态。
但是，斜拉桥的施工过程在很大程度上影响了成桥后结构的内力和线型，收缩徐变的发生更增加了问题的复杂性，怎样确定和控制斜拉桥各施工阶段的索力张拉值和加劲梁的安装标高，并在斜拉索调整次数较少的条件下达到结构成桥要求的内力和线型是斜拉桥安装计算和施工控制的主要工作。
倒拆分析法是目前斜拉桥安装计算广泛采用的一种方法。
倒拆分析是以结构的成桥状态作为计算分析的起点，按架设顺序的倒序逐步拆去构件单元和荷载，计算相应阶段索力和主梁安装位置，倒拆完成后又按架设顺序进行正安装计算。
倒拆分析法重点关注的是斜拉桥的外荷载，结构内力和变形三个量。
结构分析过程中如果结构体系或外荷载发生变化时，结构内力和变型也随之发生改变。
结构内力和变型两个控制量与结构体系、荷载、加载历程紧密相关，前后相互影响。
斜拉桥实际架设过程中，由于计划变更，桥上施工临时荷载变化或结构有超限的残存误差等方面的原因。
施工过程很难完全按照既定的方案实施，需要随时作出调整。
现有的方法对这样的调整适应性较差。
结构的无应力状态量是一个稳定的控制量。
斜拉桥梁、塔结构单元的无应力长度和无应力曲率只有在结构单元安装时调整和设定，斜拉索的无应力长度只有通过张拉才能改变，结构单元的无应力状态不会随结构体系和结构外荷载的变化而变化。
斜拉桥无应力状态控制法闭合条件
件， 以及 实 现 闭合 的计 算 流 程 。
关 键 词 无 应 力 状 态 控 制 法 闭合 条 件 斜 拉 桥
斜拉 桥施 工 控 制 的 目标 就 是 闭 合 ， 所 谓 闭合
部分 构件 无应 力 状 态 量 ， 再 利 用分 阶段 施 工 中无
范 按 照 一 定 的施 工 就是 以一 次成 形 的 状态 为 目标 ，
ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ，ｏ ｒ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ａ ｍ ｅ ｎ ｄ，ｂ ｅ ａ ｒ —
摘 要
运 用 无 应 力 状 态 控 制 法 基 本 原 理 对 大 跨 度 斜 拉 桥 施 工 控 制 计 算 中 影 响 其 计 算 结 果 闭 合
的因素进行 分析 ， 重点讨论 了合龙 、 支座安装 、 临时支撑安装 和拆除 引起 的状态 不闭合 ， 以及非线
性 和 混 凝 土 收 缩 徐 变 影 响 引 起 的计 算 不 闭 合 。 并 在 此 基 础 上 总 结 出 斜 拉 桥 无 应 力 控 制 法 闭 合 条
ＤＯＩ １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ — ７ ５ ７ ０ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ 制 法 闭合 条 件
廖 原 中林
４ ３ ０ ０ ５ １ ）
（ 湖 北 省 交 通 规 划 设 计 院 武 汉
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｕ ｎ ｄｅ ｒ ｔ ｈｅ ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｉ ｎｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｒ ａ ｄｉ ｕ ｓ ｃ ｕｒ ｖ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｉ ｎｕ ｏｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｂ ｏｘ ｇ ｉ ｒ ｄ ｅ ｒ，ｔ ｈｅ ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｌ ａ ｒ ｇｅ ｒ ｎｅ ｇａ ｔ ｉ ｖｅ ｖ ａ ｌ ｕｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｏｓ ｔ ｕ ｎｆ ａ ｖ ｏｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ａ ｓ ｅ ．Ｉ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｎ ｏ ｔ ｔ ａ ｋｅ ｎ，ｂｒ ｉ ｄ ｇｅ ｓ ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｓ ｅ ｘｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｖ ｏ ｉ ｄ，ｗｈｉ ｃ ｈ ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｄｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｎｏ ｒ ｍａ ｌ ｕｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｂ ｒ ｉ ｄｇ ｅ ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｂｒ ｉ ｄ ｇｅ ｐ ｉ ｅ ｒ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｂｒ ｉ ｄ ｇｅ，ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
斜拉桥施工控制技术分析
斜拉桥施工控制技术分析摘要：重点对斜拉桥施工控制技术展开分析，包括斜拉桥施工控制的目的与任务、斜拉桥施工控制方法以及影响斜拉桥施工控制的因素三部分。
其中斜拉桥施工控制方法主要包括自适应控制法、开环控制法、反馈控制法、事后调整控制法等，影响因素分为结构参数、材料变化、温度变法、施工因素等，希望通过本次对斜拉桥施工控制技术的分析，可以为相关从业人员提供参考。
关键词：斜拉桥施工；控制技术；影响因素1.斜拉桥施工控制方法1.1自适应控制法（1）在斜拉桥施工过程中，如施工中的混凝土弹性模量、混凝土材料的比重、材料的徐变系数等施工参数与设计要求的施工参数相差较大，容易导致斜拉桥施工后的受力状态与理想的受力状态不符，从而难以满足施工要求。
为解决此类问题，施工单位可以采用自适应控制法，该方法主要是由自适应结构的闭环基础以及系统辨识完成，通过自适应控制法的应用，可以有效地控制斜拉桥施工后的受力状态。
（2）自适应控制系统实现控制的主要原理是，先对斜拉桥施工中的施工参数进行计算，若经计算后，斜拉桥结构的受力状态与计算模型的计算结果存在明显出入，此时施工人员将误差参数输入至系统辨识中，经多次辨识后，系统可以实现对计算模型的自动调整，施工人员依据调整后的计算模型，可重新计算并获取斜拉桥理想受力状态下的施工过程，并以此作为根据控制斜拉桥的受力状态。
1.2开环控制法开环控制法主要用于结构简单的斜拉桥中，其主要控制原理是通过设计过程估算获得斜拉桥结构的恒载与活载，并依据估算结果计算获取斜拉桥的预拱度。
然后在施工过程中依据获取的预拱度开展作业，在施工过程中斜拉桥的预应力、预拱度、构件重量均是单向决定，且桥梁每个主梁的位置、索力均通过分析确定后安装，其安装精度很高，且桥梁的力学结构施工单位可以完全掌握。
因此，利用开环控制法施工后的斜拉桥，其结构内力与线性完全可以满足设计要求。
1.3反馈控制法斜拉桥在施工过程中，施工单位应注意其施工效果是否符合设计要求，如果发现斜拉桥的施工状态与理想状态出现偏差，此时必须及时采取措施进行调整，否则斜拉桥的结构内力与线性将不断偏离，从而难以满足设计要求，若直接投入使用可能会造成安全事故。
面向无应力状态法的斜拉桥大范围调索技术
黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI 2020年第6期(总第321期)No. 11,2020(Sum No. 321)面向无应力状态法的斜拉桥大范围调索技术肖鹏，陈潮雨(贵州省交通规划勘察设计研究总院股份有限公司，贵州贵阳550000)摘要:针对某斜拉桥工程实际情况，对其大范围调索过程中无应力状态方法的应用进行分析,并对无应力状态方法和传统方法进行对比，验证无应力状态法的优势和可行性。
关键词:斜拉桥;大范围调索;无应力状态法中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号：1008 -3383(2020)11 -0094 -02在斜拉桥施工中，大范围调索是一道重要工 序,但采用传统方法进行计算和调索时，会受到很 多外界因素的影响与限制，到最后可能无法实现大 范围调索。
而无应力状态方法的出现和使用，能有 效解决这一实际问题。
1工程概况某桥梁工程所在道路是市区路网规划重要干 道，该桥梁是斜拉桥，单塔双索面，跨径组合为 39.9 m+89.1 m+156 m,主塔采用H 型整体结构， 主梁以浇筑顺序为依据分成五个节段，每段的长度 不同，其中，第一段长度为124. 2叫第二段长度为 44.8叫第三段长度为54. 6叫第四段长度为32.2 m ,最后一段长度为4.2 m 。
主塔对称设置了 6 对索，将其记作Z6 - Z15与Y6 - Y6。
斜拉索索距确 定为7.8 m,而边跨伴随节段长度改变而变化,索距主 要有三种,分别为7.8 m 、7.3 m 与4.25 m 。
借助软件 建立桥梁的有限元模型,对于塔、梁结构采用梁单元进 行模拟,而对于索单元采用悬链线索单元进行模拟。
同时参考影响矩阵原理,对成桥状态达到合理时的拉力进行确定，最后对无 力 力进行计 。
2以无应力状态为基础的大范围调索据 工程 施工 程， 斜拉 设初张拉好以后，从6#索开始按照从内到外的顺序实 施张拉。
该桥梁的斜拉索数量很多，所以只将第15 到最后一个索为例，采用无应力状态的方法进行调 索，并和传统的方法进行对比，以验证无应力状态 方法的合理性、可行性及优越性。
弹性悬链线解答在斜拉桥施工控制无应力状态法的应用
员借鉴参考 。
２ 无应 力状 态法施 工控制
前支点牵索式挂 篮悬 臂浇筑施工 主梁是 大跨 度 斜 拉 桥 常 用 的 施 工 方 法 ，为 了确 保 施 工 过 程 的 安全性 ， 要求 拉索索力 分次 张拉到位 ， 通常 ， 其 一 个 标准节 段的施工 工序 为 ： （ １ ） 挂篮前 移 ， 第一 次 张拉拉 索 ； （ ２ ） 浇筑大 约一半 节段混凝 土 ， 第二 次 张拉拉索 ； （ ３ ） 浇筑全部节段混凝土 ； （ ４ ） 待 达到强 度， 张拉主梁预应力 ； （ ５ ） 拉索锚 固转移 ， 第 三次 张 拉 斜 拉 索 至 设 计 初 张 力 。混 凝 土 浇 筑 过 程 施 工 示 意图见 图 １ 所示 。三次拉索张拉 中， 前两次张拉只 影响主梁线形 ，第三次张拉既影响线形又影 响结 构 内力 ，其 中第二次拉索张拉对 主梁线形 的影 响 最 大 ，结 构 达 到 强 度 后 通 过 索 力 调 整 线 形 通 常 是 比较 困难 的 。常 见 的施 工 控 制 是 以索 力 作 为控 制 依据 ， 索力的大小通过建模计算得到。由于第二次 拉索张拉是在浇筑过程 中进行 ，建模计算 时需 要 假定一种浇筑状态 ， 比如假定先 浇筑一半混凝土 ， 如图 １ ｂ ． 所示 。但是实际操作 中无法准确控制混凝 土浇筑到这种状态 ， 而且通常误 差较大 ， 导致 浇筑 完成后图 １ ｃ ． 所 示 的高 程 状 态 与原 设 计 偏 离 。 当采 用 无 应 力 状 态 法 进 行 施 工 控 制 ，问题 就 变 得 简 单 。基 本 思 路 是 ： 如果能计算得 到图 １ ａ ． 和 图１ ｃ ． 两种状态 的拉索无应力长度 ， 那 么只要在浇 筑完成前后拉索拔 出总量为上述两种状 态的无应 力长度差 ， 最后都能得到预期 的变形状 态。当然考 虑到先后浇筑 的｝ 昆 凝土凝结程度不 同 ，拉 索张拉
2012基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制_余昆
桥梁建设2012年第42卷第3期（总第213期）44Bridge Construction，Vol．42，No．3，2012（Totally No．213）文章编号：1003－4722（2012）03－0044－06基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制余昆1，2，李景成3（1．中铁大桥局集团武汉桥科院有限公司，湖北武汉430034；2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034；3．中交第二公路勘察设计研究院，湖北武汉430056）摘要：针对悬臂拼装斜拉桥的线形控制问题，以穗盐路斜拉桥为背景，提出基于无应力状态法理论以钢箱梁制造线形为目标，进行主梁线形控制的方法。
该桥为对称独塔双索面塔梁固结体系，采用MIDAS Civil建立桥梁有限元模型，分析钢箱梁在不同施工临时荷载作用下的制造线形和安装线形。
分析结果表明，该桥安装线形随施工临时荷载的不同而改变，制造线形是结构的稳定量，只要保证梁段的无应力状态量一定，则无应力线形是惟一的；实桥安装时按制造线形夹角进行安装，无论施工过程如何改变，最终成桥阶段的内力和位移与理想目标状态一致。
关键词：斜拉桥；钢箱梁；悬臂拼装；线形控制；无应力状态法；有限元法中图分类号：U448．27；U445．4文献标志码：AGeometric Shape Control of Cantilever Assembled Cable-Stayed Bridge Based on Unstressed State MethodYU Kun1，2，LI Jing-cheng3（1．Bridge Science Research Institute Ltd．，China Railway Major Bridge Engineering Group，Wuhan430034，China；2．Key Laboratory of Bridge Structure Safety and Health of Hubei Province，Wuhan430034，China；3．CCCC Second Highway Consultants Co．，Ltd．，Wuhan430056，China）Abstract：In view of the problem of geometric shape control of the cantilever assembled cable-stayed bridge，the Suiyan Road Cable-Stayed Bridge was cited as an example and a method for the geometric shape control of main girder of the bridge based on the unstressed state method theory and taking the geo-metric shape of manufacturing of the steel box girder for the main girder as the goal was proposed．The bridge as cited is a single-pylon and double-cable-plane structural system with rigid fixity of its pylon and girder and with symmetric span arrangement．The MIDAS Civil was used to set up the finite element mod-el for the bridge and to analyze the geometric shapes of manufacturing and assembling of the steel box girder of the bridge under the action of different temporary construction loads．The results of the analysis reveal that the geometric shape of assembling of the bridge changes with the changing of the temporary construction loads．The geometric shape of manufacturing is the stable amount of the structure and as long as the unstressed state amount of the blocks of the girder is kept to a given amount，the unstressed geo-metric shape will be the only．At the time the actual bridge is assembled，the bridge should be assembled according to the included angles of the geometric shape of manufacturing and in spite of the changing of the construction process，the internal forces and displacement of the final completed bridge will be agree-able with those of the ideal target state．Key words：cable-stayed bridge；steel box girder；cantilever assembling；geometric shape control；unstressed state method；finite element method收稿日期：2012－02－15作者简介：余昆，工程师，E-mail：river_yu@163．com。
无应力索长控制法在斜拉桥调索中的应用
无应力索长控制法在斜拉桥调索中的应用周国玲;丁少凌;顾双春【摘要】@@%针对斜拉桥施工过程中出现结构体系不明确(如索张拉时结构中存在支架等)和索力控制偏差及结构计算本身就设置了调索阶段3种在运营之前需要调索的情况,介绍了以无应力长度为基础通过控制调索时张拉端拔出量来调整索力的方法,并对该方法的理论基础、实际操作要求及特点进行了说明.【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P198-200)【关键词】桥梁;斜拉桥;调索;无应力索长;张拉端拔出量【作者】周国玲;丁少凌;顾双春【作者单位】中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北武汉430056;中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北武汉430056;湖北省交通规划设计院,湖北武汉430051【正文语种】中文【中图分类】U448.271 调索理论基础结构构件单元的内力和节点位移随着结构的加载、体系转换和斜拉索的张拉而变化，而单元的无应力长度和无应力曲率不会发生改变。
斜拉索单元的无应力长度只有在调整自身索力（文中所提索力均为该阶段发生后斜拉索索力，并非模型计算中桁架单元的初张力。
因计算中仅涉及斜拉索索力增量，故统一选塔端索力或梁端索力均可）时才会发生变化，存在一一对应的关系。
假设有如图1所示结构，结构体系温度t1℃，状态A各索力AFi为当前索力状态，状态B各索力BFi为目标索力状态。
结构在A、B状态下各斜拉索索力、索截面面积、索单位重均为已知参数，若能确定A、B状态下各斜拉索锚点坐标即可通过悬链线方程求出A、B状态下各斜拉索的无应力长度（t1℃），两种状态下的无应力索长（t1℃）之差即为调索时张拉端拔出量。
状态A、状态B为施工过程中的两种状态，受施工误差、结构变形影响，实际坐标确切的数值很难确定。
斜拉桥结构刚度比较大，以上原因引起的坐标变化属于小位移问题，所以认为状态A坐标即为设计坐标；状态B坐标按如下方法确定：模型计算状态A→状态B过程中各斜拉索锚点变化位移图1 斜拉索无应力索长调索法示意图2 实际计算模型中的操作2.1 张拉端拔出量计算斜拉桥总体结构计算通常采用空间杆元程序，梁、塔采用梁单元，斜拉索采用桁架单元。
(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。
大跨度斜拉桥无应力状态法施工控制理论研究与运用的开题报告
大跨度斜拉桥无应力状态法施工控制理论研究与运
用的开题报告
题目：大跨度斜拉桥无应力状态法施工控制理论研究与运用
摘要：大跨度斜拉桥是一种采用斜拉索将主梁的自重分担到桥墩上的桥梁结构，其施工控制一直是桥梁施工领域的一个难点问题。
无应力状态法施工控制技术是近年来发展起来的一种新型施工方法，能够在施工过程中控制主梁的位移和应力状态，从而保证施工质量和工期。
本文主要研究大跨度斜拉桥无应力状态法施工控制理论及其在实际工程中的应用。
首先，本文将介绍大跨度斜拉桥的施工原理和施工过程中存在的问题，分析传统施工方法的不足之处，以及无应力状态法的优势和施工原理。
接下来，本文将深入研究大跨度斜拉桥的力学性能及其受力特点，以及施工过程中应力状态的变化规律。
在此基础上，本文提出了适用于无应力状态法施工控制的理论模型和控制方法，并针对实际工程进行了模拟分析和仿真计算。
最后，本文将通过实际工程案例来验证所提出的无应力状态法施工控制技术的有效性和可行性。
本文的研究成果将为大跨度斜拉桥的施工控制提供新的思路和方法，有重要的理论和应用价值。
关键词：大跨度斜拉桥；无应力状态法；施工控制；力学性能；仿真计算。
超大跨度斜拉桥的安装构形与无应力构形
收稿日期:2005205210基金项目:国家自然科学基金重大项目(59895410)作者简介:梁 鹏(19772),男,江西高安人,讲师,博士.第26卷 第4期2006年7月长安大学学报(自然科学版) Journal of Chang πan University (Natural Science Edition )Vol.26 No.4J ul.2006文章编号:167128879(2006)0420049205超大跨度斜拉桥的安装构形与无应力构形梁 鹏1,肖汝诚2,徐 岳1(1.长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室,陕西西安710064;2.同济大学桥梁工程系,上海200092)摘 要:节段施工桥梁的安装构形与无应力构形是现场施工和工厂预制的重要信息,而工程中对此存在一些误解。
论述了安装构形与预制构形的联系与区别。
根据力与变形的协调原理,提出求安装构形的大循环迭代法和求无应力构形的单元CR (随转坐标系)位移法。
对苏州—南通大桥的计算结果表明:结构整体无应力构形与设计构形相差较大,但由于密索体系斜拉桥的恒载弯矩较小,短线法预制只需考虑单元长度修正,无需考虑梁端角度修正;切线拼装的误差随悬臂拼装急剧放大,完全按无应力控制法进行斜拉桥施工控制需慎重。
关键词:桥梁工程;斜拉桥;安装构形;无应力构形;CR 列式;悬链线索单元中图分类号:U448.28 文献标识码:A Assembled geometry and unstrained geometry ofsuper long span cable 2stayed bridgesL IAN G Peng 1,XIAO Ru 2cheng 2,XU Yue 1(1.Key Laboratory for Bridge and Tunnel of Shaanxi Province ,Chang ’an University ,Xi ’an 710064,Shaanxi ,China ;2.Department of Bridge Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China )Abstract :Assembled geometry and unst rained geometry of segmental bridge provide important information for fabrication and site const ruction ,but t here is some mistake about it in practice.The relation and difference between assembled geomet ry and unst rained geomet ry are discussed.Based on t he compatibility between force and deformation ,an app roach to solving assembled ge 2omet ry by iterating of const ruction sequence and to solving unst rained geomet ry by CR displace 2ment was p ut forward.According to t he result of Suzhou 2Nantong Bridge ,alt hough t he differ 2ence between unst rained geomet ry and design geomet ry is significant ,t he dead load moment of cable 2stayed bridges wit h multi 2cable systems is small ,unst rained geomet ry of element wit hout considering angle adjust ment is permitted ,o nly if shortening is considered.Tangent cantilever erection met hod is very sensitive to error including unst rained geomet ry ,and t he error is magni 2fied rapidly wit h t he increasing of cantilever lengt h ,so attention should be paid to t he unstressed const ruction cont rol.7figs ,8ref s.K ey w ords :bridge engineering ;cable 2stayed bridge ;assembled geometry ;unst rained geometry ;CR formulation ;cable element0 引 言桥梁的设计构形、成桥构形、无应力构形(预制构形)、安装构形等彼此间是有区别的。
基于无应力状态法调索的斜拉管桥旧桥主梁应力优化周斌武
基于无应力状态法调索的斜拉管桥旧桥主梁应力优化周斌武发布时间：2021-11-11T03:03:40.900Z 来源：基层建设2021年第25期作者：周斌武[导读] 对于早期建设的斜拉管桥，经过多年运营，在伸缩节、辅助墩、镇墩等处均出现了不同程度的病害。
病害的出现一定程度改变了桥梁的边界条件张掖市甘州区水利工程队甘肃张掖 734000摘要：对于早期建设的斜拉管桥，经过多年运营，在伸缩节、辅助墩、镇墩等处均出现了不同程度的病害。
病害的出现一定程度改变了桥梁的边界条件，从而对目前桥梁的内力状态造成了不同程度的影响，主梁局部出现应力集中导致局部应力不满足规范要求，给桥梁的正常运营造成安全隐患。
采用换索同时调整索力的方式对主梁应力集中病害进行处治是目前较为常用的加固方法。
关键词：斜拉桥；内力优化；调索；换索1 引言早期建设的斜拉管桥，斜拉索已运营近20年，已接近或超过斜拉索服役年限，可以以斜拉索换索为契机，对主梁应力状态不满足要求，或主梁应力状态安全储备较小的斜拉管桥可通过调整索力进行处理。
鉴于斜拉管桥旧桥状态较为复杂，理论分析中需要模拟施工结束的成桥状态、运营多年后的现状、以及加固后的理想状态3个状态的迭加演变过程，则需要一个控制变量能够在分析过程中能够传递各状态特征，故采用无应力状态法理论来进行索力调整的模拟。
通过模拟计算，明确调索后斜拉索的无应力索长。
由于无应力索长对于斜拉桥的目标状态是一个恒定值，即无论中间过程如何，保证斜拉索的无应力长度不变即可保证调索后斜拉桥能够达到理想成桥状态。
2 无应力状态法理论无应力状态法以结构单元无应力长度和无应力曲率作为控制量，求解斜拉桥正装计算中满足成桥目标状态要求的中间施工过程斜拉索到位索力的张拉值。
斜拉索的到位张拉是指斜拉索在此阶段调整后，后续施工阶段不再对此根斜拉索进行主动的索力调整。
首先，若一个结构体系的边界条件、无应力长度及所受的外荷载均不变时，结构的位移及内力是一定的；其次，对于斜拉桥而言，其单元内力及节点位移会随着外荷载、各种体系转换的变化而发生变化，但无应力长度只会在拉索索力调整时发生变化，同时，索力变化与无应力长度改变之间存在对应的关系，方便建立索力调整量与无应力长度变化量之间的关系。
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斜拉桥的自适应无应力构形控制法
文本摘要：斜拉桥由索塔、加劲梁、斜拉索三种基本构件组成。
其在荷载作用下呈现出索塔受压（微小弯矩），加劲梁受弯（稀索体系）和受压（密索体系），斜拉索受拉的结构受力特点，因此，斜拉桥是一种受力比较复杂的组合桥梁结构体系。
随着斜拉桥向超大跨度方向发展，会出现超高塔、超长索、超柔性加劲梁的结构，这些结构对施工控制提出了更高的要求。
关键词：斜拉桥自适应无应力构形控制法
1、斜拉桥自适应无应力构形控制法概述
斜拉桥由索塔、加劲梁、斜拉索三种基本构件组成。
其在荷载作用下呈现出索塔受压（微小弯矩），加劲梁受弯（稀索体系）和受压（密索体系），斜拉索受拉的结构受力特点，因此，斜拉桥是一种受力比较复杂的组合桥梁结构体系。
随着斜拉桥向超大跨度方向发展，会出现超高塔、超长索、超柔性加劲梁的结构，这些结构对施工控制提出了更高的要求。
斜拉桥属于高次超静定结构，其施工过程属于典型的时变过程。
因此在其具体的建造过程中，如何完整实现既定的设计意图将受到诸多复杂因素的干扰，其中设计理念、施工工艺这二者又是其中的关键影响因素。
由于斜拉桥结构的特殊性，因此在施工过程中将不可避免的面临着多次结构体系转换的问题，这就需要一个完善的系统的处理方法对施工进行最优控制。
施工监控就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定性进行有效的实时监测，使得施工中的结构总是处于安全状态，且保证成桥状态(包括内力和线形状态)符合设计、规范的要求。
斜拉桥施工控制方法的发展经历了从简单到复杂的过程，从控制思路上可分为以下三种形式：开环控制（确定性控制），反馈控制（随机性控制）和自适应控制。
开环控制的过程是单向性的，即仅在施工前，根据理想的成桥状态求得每个施工阶段主梁的位置和对应的拉索索力。
在具体的施工过程中，并不根据结构的反应来改变施工的参数。
例如顺推法及无应力状态法都属于开环控制方法，施工过程中的控制量，如预拱度、块件重量、预应力等是单向决定的，他们没有控制误差和修正误差的功能，因此并不需要根据反馈来改变。
反馈控制实际上是一种闭坏控制，它通过施工控制量的实测数据，对施工状态与理想状态之间的误差进行及时调整，而调整的具体措施和控制量的大小则由误差反馈计算所决定。
对斜拉桥而言，主要控制措施一般就是调整斜拉索的初始安装索力和改变梁段的预拱度。
自适应控制则在反馈控制的基础上，再加上一个系统参数识别的过程，此时整个控制系统就成为自适应控制系统。
当结构测试出的内力或者线形状态与模型计算结果不相符且其他过程无误时，把误差输入到参数识别系统中去调节计算模型相应的参数，使调整后的模型输出结果与实际测量的结果相一致。
在得到修正的计算模型参数后，重新计算各施工阶段的理想状态，按反馈控制方法对结构进行控制。
这样，经过几个工况的反复辨识后，在无其他误差因素引入的情况下，计算模型就基本上与实际结构相一致了，在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。
因此，该思路被认为是最好的斜拉桥施工控制思想。
成功运用该方法关键在于正确、全面分析误差产生的原因，逐步减小理论模型和实际结构间的差别，从而对施工状态进行最优控制。
斜拉桥自适应施工控制用来描述斜拉桥按照施工状态的变化调整自身误差的能力。
斜拉
桥的无应力状态控制法是利用单元的无应力长度和单元的无应力曲率来建立各个施工中间状态和成桥状态的联系，其中单元的无应力长度可理解为：结构体系内任意构件单元，受荷载变形后单元上两节点之间的几何距离就是单元的“有应力”长度。
假设卸除该单元的轴向力，单元轴向变形恢复，此时单元上两节点的几何距离定义为构件单元的无应力长度；单元的无应力曲率可理解为：桥梁结构中，当单元长度足够细分时，分析计算可仅考虑单元的杆端力，这时单元的变形曲线一定是一个三次曲线。
利用结构受荷载变形后单元上两节点的水平位移、竖向位移和转角位移可计算单元上任意截面的挠度曲线和曲率，这就是单元的“有应力”曲率，假设在此基础上卸除该单元的弯矩，则单元的弯曲变形恢复，此时单元挠度曲线和曲率称之为构件单元的无应力曲率。
无应力状态法的基本观点为“当结构构件单元的最终无应力长度与无应力曲率一定时，则最终结构的内力状态与位移状态与结构形成过程无关”。
前者从控制思路上表明施工控制的高级形式，后者从控制原理上揭示了施工控制的力学本质。
本文来自：中国桥梁网（），原文标题：斜拉桥的自适应无应力构形控制法_资讯_中国桥梁网，原文网址：/2011/0617/35647.html。