斜拉桥索力优化与调整

零位移法进行斜拉桥调索
摘要：斜拉桥调索方法有弹性支承连续梁法；零位移法；最小弯曲能法；影响
矩阵法，本工程实例运用零位移法进行斜拉桥索力调节。

关键词：斜拉桥索力调节，零位移法。

一、工程概况
独山镇人行桥跨径布置为(135+135)m，主桥全长276米，为独塔双索面半漂浮体系。

主
梁为双工字钢梁，钢桥面板，主塔采用方行平行式混凝土桥塔，下部采用承台及群桩基础。

（总体布置见下图）。

三、零位移法调索
（1）采用MIDAS建立斜拉桥的模型，并施加相关约束；
（2）斜拉桥的斜拉索单元设置成绗架单元并赋予初始拉力100KN;
（3）施加自重和二期恒载，MADAS进行静力分析；
（4）使用未知荷载系数，约束条件选择位移。

（5）生成荷载组合，斜拉索的索力就是初始拉力100KN和相应系数乘积。

调索后形成的梁平塔值合理成桥状态满足要求，所以可以看出使用零位移法调索是可行的。

四、总结
本文基于零位移法可快速准确的确定斜拉桥的合理成桥索力，可用于斜拉桥索力的优化。

本工程使用零位移调索的方法是可行的，因为本工程桥梁较小且是人形桥，存在的不足就是
没考虑钢桥的特性影响，还有影响矩阵的影响，还需结合实际施工的环境进行验证和改进。

参考文献
[1]陈伟德，范立础。

确定预应力混凝土桥梁恒载初始索力的方法[J]。

同济大学学报（自
然科学版）1998，26（2）：120-123
[2]耿继东，王雪枫，矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化研究[J].内蒙古公路与运输.
[3]梁鹏，肖汝诚.斜拉桥索力优化实用方法[J].同济大学学报，2003，31（11）：1270-1274。

⏹索力调整功能使设计人员可以直接调整索力，并且不需要任何重新分析即可实时查看结构的内力、变形等情况，可以非常便捷、快速地获得初始张力⏹通过表格功能快捷设置未知荷载系数功能的约束条件⏹调整索力功能在工程上的应用⏹索力调整功能亮点斜拉桥索力调整功能通过表格功能快捷设置约束条件功能应用-斜拉桥索力调整前言斜拉桥索力的计算非常复杂，过去是依靠设计人员判断以及参考实际经验值来确定拉索张力的。

为了使设计人员可以更加便捷地计算斜拉桥拉索的初始张力，midas Civil 提供未知荷载系数功能。

不过，由于未知荷载系数的功能提供的张力结果只是能够满足约束条件的解，所以有时无法完全满足技术人员的设计意图。

为了改善未知荷载系数功能，并且使设计过程中的反复调整工作尽可能简便，midas Civil 2010特别开发和提供了索力调整功能。

三跨混凝土斜拉桥拉索的初始索力计算流程图如下：三跨混凝土斜拉桥模型复制和粘贴STEP 1. 斜拉桥建模STEP 2. 定义主梁的恒载和各索单位荷载的荷载工况STEP 3. 输入恒载和单位荷载STEP 4. 对恒载和单位荷载进行荷载组合STEP 5. 利用未知荷载系数功能计算未知荷载系数STEP 6. 利用调索功能调整拉索初始索力STEP 7. 查看分析结果并最终确定初始索力⏹拉索的张力(或者荷载系数)可以利用输入窗口或柱状图进行微调来确定最优索力⏹在影响矩阵中确认对单元影响最大的张力后，使用搜索功能，确定最优索力索力调整功能亮点设计人员指定的范围(红线)随拉索张力变化的结果(蓝色)影响矩阵的值(绿色)利用搜索功能确定最优索力拉索的张力(或者荷载系数)可以利用输入窗口或柱状图进行微调来确定最优索力在影响矩阵中确认对单元影响最大的张力后，使用搜索功能，确定最优索力。

高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺及索力控制方法随着高速铁路建设的不断推进，斜拉桥作为高速铁路的重要组成部分，已经得到了广泛的应用。

而斜拉桥中的斜拉索则是该桥的关键部分之一，直接影响到桥梁的稳定性和安全性。

因此，斜拉索的施工工艺和索力控制方法显得尤为重要。

一、斜拉索施工工艺1. 斜拉索选材斜拉索的材质一般采用高强度钢丝绳，可根据桥梁的设计和要求进行选择。

在选材时，应考虑材料的强度、耐腐蚀性、耐疲劳性等因素，以确保斜拉索的持久性和安全性。

斜拉索的架设需要考虑以下因素：（1）架设位置：在斜拉桥施工中，应根据桥梁设计和要求，确定斜拉索的起始点和终点位置。

（2）支座设置：斜拉索的支座应根据设计要求，在桥梁的主梁上设置好。

（3）张力控制：在斜拉索架设过程中，需要控制斜拉索的初始张力，避免过度引起索力过大或过小的情况。

在斜拉索张拉过程中，需要控制索力的大小和均匀性，以确保桥梁的稳定和安全。

（1）张拉方式：斜拉索的张拉方式一般采用斜拉式或悬挂式，其中悬挂式张拉更为常见。

（2）张拉控制：在斜拉索张拉过程中，需要通过测量仪器等手段，控制张拉的力度和均匀性。

同时，还需要按照设计要求，逐步增加张拉力，并进行密集的检查和监测，以确保斜拉索的安全性。

二、斜拉索索力控制方法在斜拉桥的正常使用过程中，斜拉索的力度可能会发生变化，因此需要采取一些措施以控制索力。

1. 索力监测斜拉索的索力需要进行实时监测，以及时发现和处理问题。

常用的监测方法包括电阻应变法、静力法、动力法等。

2. 索力调整当斜拉索的索力发生变化时，需要采取相应的调整措施。

调整方法一般包括张拉、松弛、加固等。

3. 索力均衡在斜拉桥相邻跨径斜拉索相接处，需要进行索力均衡，以保证桥梁的稳定性和安全性。

索力均衡一般采用多组减张筋或压杆的方法。

综上所述，斜拉索的施工工艺和索力控制方法是高速铁路斜拉桥设计和建设中的关键环节，需要充分考虑桥梁的设计要求和施工实际情况，以确保斜拉桥的高效、安全、稳定运行。

浅谈宽幅矮塔斜拉桥斜拉索错位施工及调索技术发布时间：2021-05-19T11:43:59.133Z 来源：《基层建设》2020年第31期作者：韩旭[导读] 摘要：矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和斜拉桥之间的一种新型桥梁，其建造经济、造型美观、施工方便，综合了斜拉桥和连续梁桥的优点，在国内外应用广泛。

中新苏滁（滁州）开发有限公司安徽滁州 239000摘要：矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和斜拉桥之间的一种新型桥梁，其建造经济、造型美观、施工方便，综合了斜拉桥和连续梁桥的优点，在国内外应用广泛。

关键词：斜拉桥；斜拉索；方法计算1工艺原理斜拉索结构体系主要三部分组成：锚固段——锚板、夹片、锚固螺母、密封装置、防松装置及保护罩、磁通量传感器、预埋管及垫板、减振器等组成；自由段——带PE护套的钢绞线、索箍、HDPE外套管、梁端防水罩、塔端连接装置及梁端防护钢管；塔柱内段——索鞍分丝管、塔内锚垫板、抗滑锚。

1.1斜拉索的结构组成斜拉索结构体系主要三部分组成：锚固段——锚板、夹片、锚固螺母、密封装置、防松装置及保护罩、磁通量传感器、预埋管及垫板、减振器等组成；自由段——带PE护套的钢绞线、索箍、HDPE外套管、梁端防水罩、塔端连接装置及梁端防护钢管；塔柱内段——索鞍分丝管、塔内锚垫板、抗滑锚。

1.2 斜拉索错位施工方法计算主梁采用挂篮悬臂施工方法的矮塔斜拉桥施工过程中，常规方案是主梁n号节段挂篮悬臂施工完成后即进行n号节段的斜拉索施工（挂索和张拉），本项目中考虑到主塔在单箱三室箱梁的中间分隔带上，斜拉索梁上锚固点在宽度较小的中室上，此室空间相对较小，张拉空间受挂篮影响较大，故考虑斜拉索采用错位法施工，即主梁n号节段悬臂施工完毕后即移动挂篮至n+1号节段，然后进行n号节段斜拉索的挂索和张拉，这样增加了挂索和张拉的空间。

采用MIDAS Civil建立全桥有限元模型（见图1）对该斜拉索错位法施工进行验证，错位施工结果见图2。

图1 有限元模型（a）上翼缘最大压应力12.8Mpa （b）下翼缘最大压应力12.6Mpa（c）上翼缘最大拉应力0.41Mpa （d）下翼缘最大拉应力0.16Mpa图2 斜拉索错位法施工应力图结果表明：斜拉索采用错位法施工工艺后箱梁上缘最大压应力为12.8Mpa，下缘最大压应力12.6Mpa，规范限值为，满足施工阶段混凝土压应力计算要求。

斜拉桥索力优化实用方法摘要：合理确定成桥索力是斜拉桥设计中一项十分重要的工作。

而目前设计实践中别此存在不同认识对现有斜拉桥索力优化理论进行评述，认为索力优化的影响矩阵法在理论上最为完善为便于在设计实践中推广，基于索力优化的影响矩阵法原理，提出一种斜拉桥戚桥索力优化的实用方法，并从理论上加以证明，实践上得到检验实用方法可以方便地进行斜拉桥成桥索力优化，并能实现多种优化方案比选，尤其适用于初步设计阶段。

关键词：斜拉桥；索力优化；影响矩阵法引言：斜拉桥的结构体系一旦确定，其成桥受力状态主要由斜拉索的索力决定，可通过调整索力来改善结构的受力状态，这样采用优化计算方法，总能找到一组索力，在确定性荷载作用下，使反映某种受力性能的结构体系指标达到最优，对应的成桥状态就是对应目标下的合理成桥状态。

通过斜拉桥索力优化来获得成桥阶段合理内力和线形是斜拉桥结构分析计算的重要一步。

一、索力优化理论及评述国内外许多学者对斜拉桥索力优化问题进行了较多研究，归结起来可分为4大类：1、指定受力或位移状态的索力优化。

如刚性支承连续梁法和零位移法当主梁具有纵坡时，刚性支承连续梁法的计算结果不能使主梁弯矩真正达到刚性支承连续梁的相应值。

由于在主塔附近的一段距离内一般不布置斜拉索，按刚性支撑连续梁法确定索力使得靠近主塔的第一对索力很大，而第二对索力很小，甚至出现负值对于在满堂支架上一次现浇并张拉斜拉索的斜拉桥，零位移法与刚性支承连续梁法几乎一致，也会遇到相似的问题对于悬拼或悬浇结构，零位移法是没有意义的因为施工时粱的位移包括了刚体位移和粱体变形2个部分，前者可咀通过拼装方式进行调整，只有后者才与结构受力直接联系。

2、无约束的索力优化，如弯矩平方和最小法和弯曲能量最小法与弯矩平方和最小法相比，弯曲能量最小法可以反映抗弯刚度对弯矩的权效应。

3、有约束的索力优化，如用索量最小法用索量最小法将斜拉桥索的用量(张拉力×索长)作为目标函数，用关心截面内力、位移期望值范围作为约束条件使用这种方法，必须合理确定约束方程，否则容易引出索力明显不合理的结果目标函数仅考虑用索量不尽台理。

斜拉桥设计中的索力分析与控制斜拉桥作为一种现代化的桥梁结构，广泛应用于各类大型跨江、湖、海和山谷的桥梁工程中。

它不仅具有美观大方的外观，还能够有效地分担桥梁荷载，提高桥梁的承载能力和抗风能力。

而斜拉桥设计中的索力分析与控制则成为了保障桥梁安全和稳定运行的重要环节。

一、索力的分析斜拉桥的主要承重结构是悬索索塔和主缆，而索力就是悬挂在悬索索塔上的主缆所受的拉力。

索力的大小与桥面荷载、索塔高度、索塔间距和主缆倾角等因素有关。

在设计斜拉桥时，必须进行索力分析，以确定索力的适宜取值，保证桥梁结构的稳定性和安全性。

索力的分析通常借助有限元法等先进的计算工具进行。

在计算中，首先需评估桥面荷载，考虑静载荷和动载荷的作用，以确定桥体所受的力。

然后，根据桥墩和支座的约束条件，推导出索力的计算公式，并分析不同工况下的索力分布情况。

最后，对索力进行验算和优化，确保其在合理范围内。

二、索力的控制斜拉桥在施工和运营过程中，索力的控制是至关重要的。

索力过大或过小都会对桥梁结构产生不利影响。

若索力过大，会导致主缆过度受力，进而引起索塔的变形和损坏；若索力过小，则无法充分发挥斜拉桥的承载能力，同时也会减弱桥梁的抗风性能。

在施工过程中，必须严格控制索力的大小。

一方面，要保证桥墩和底座的稳定性，避免因索力过大引起的桥墩倾斜和沉降；另一方面，要控制索塔的变形，保证索力功能的正常发挥。

这可以通过控制施工过程中的张拉力和调节主缆的长度，来实现索力的控制。

在运营阶段，索力的控制也非常重要。

特别是在受到极端天气条件、突发荷载或地震等外界因素影响时，需要采取相应的措施来防止索力的异常变化。

例如，可以设置传感器对索力进行实时监测，一旦发现索力异常，及时采取措施进行调整，以保证桥梁的稳定运行。

三、索力分析与控制实例以中国著名的苏通大桥为例，展示索力分析与控制在实际工程中的应用。

苏通大桥是世界上最长的公路和铁路双用途斜拉桥，总长度达32.4公里。

在设计和施工过程中，苏通大桥采用先进的有限元法进行索力分析，通过模拟不同工况下索力的分布和变化，确定了主缆的适宜参数。

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。

高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺及索力控制方法随着高速铁路建设的不断推进，斜拉桥作为高速铁路的重要组成部分，也得到了广泛应用。

斜拉桥的斜拉索是支撑桥梁结构的重要组件，其施工工艺和索力控制方法对整个桥梁的安全和稳定性至关重要。

本文将就高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺及索力控制方法进行详细介绍。

一、施工工艺1. 斜拉索的材料选择斜拉索一般采用高强度钢丝作为材料，其主要特点是拉伸强度大、刚性好、耐腐蚀性强。

在选择斜拉索的材料时，需要根据桥梁的跨度、荷载等因素进行合理选择，以确保桥梁结构的安全和稳定。

2. 斜拉索的预应力在斜拉索的施工中，需要进行预应力处理，即在安装斜拉索的过程中，对其进行一定的拉伸力处理，使其呈现一定的预应力状态。

这样可以提高斜拉索的刚度和抗拉性能，增加其承载能力，从而增强整个桥梁结构的稳定性和安全性。

斜拉索的安装是斜拉桥施工的关键环节之一。

在安装斜拉索时，需要采用专业的设备和工器具，确保斜拉索的位置、角度和张力能够满足设计要求。

同时需要严格控制斜拉索的连接点，确保连接件的牢固性和稳定性。

在安装斜拉索后，需要进行斜拉索的调整工作，以确保斜拉索的张力符合设计要求。

在调整过程中需要严格控制斜拉索的张力，避免出现过大或过小的张力，从而影响整个桥梁结构的安全。

二、索力控制方法1. 斜拉索张力监测斜拉索的张力是影响桥梁结构安全的重要因素之一，因此需要对斜拉索的张力进行监测。

可以采用张力监测仪器对斜拉索的张力进行实时监测，及时发现张力变化，并做出相应的调整。

在斜拉索使用过程中，可能会受到外部荷载、温度变化等影响，导致张力发生变化。

因此需要对斜拉索进行定期的调整，确保其张力符合设计要求。

在调整过程中需要采用合适的工器具和技术手段，确保斜拉索调整的准确性和稳定性。

3. 斜拉索保养斜拉索在使用过程中需要进行定期的保养和检查，以确保其良好的使用状态。

保养工作包括对斜拉索的表面进行清洁、防腐蚀处理，及时发现并修复斜拉索表面的损伤，并对斜拉索的张力和位置进行监测和调整。

高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺及索力控制方法【摘要】本文主要探讨了高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺及索力控制方法。

在讨论了研究背景和研究意义。

接着在对斜拉桥施工工艺进行了概述，详细介绍了斜拉索施工工艺和索力控制方法，还涉及了索力监测技术和斜拉桥施工中的安全控制。

最后在强调了斜拉桥施工工艺的重要性和索力控制方法的优势。

通过本文的研究，可以为高速铁路斜拉桥的建设提供重要参考，有助于提高工程施工效率和保障工程质量。

【关键词】高速铁路、斜拉桥、斜拉索、施工工艺、索力控制方法、索力监测技术、安全控制、重要性、优势。

1. 引言1.1 研究背景高速铁路斜拉桥作为现代化交通基础设施的重要组成部分，具有较大的跨度和荷载特点，对斜拉桥的施工工艺和索力控制方法提出了更高的要求。

随着我国高铁网的不断扩张，高速铁路斜拉桥的建设将成为未来的发展趋势，因此对斜拉桥施工工艺及索力控制方法的研究具有重要意义。

当前，国内外对高速铁路斜拉桥的研究集中在设计及建设工艺等方面，然而对斜拉桥施工工艺及索力控制方法的深入探讨相对较少。

有必要对高速铁路斜拉桥施工工艺及索力控制方法进行系统研究，以提高斜拉桥建设质量和效率，保障斜拉桥的安全运行。

在当前交通发展的背景下，加强对高速铁路斜拉桥施工工艺及索力控制方法的研究，可以为我国高速铁路建设提供重要的技术支持和参考。

通过深入研究斜拉桥施工工艺及索力控制方法，可以为未来高速铁路斜拉桥建设提供更为完善的技术方案和指导，为我国高速铁路的发展注入新的活力。

1.2 研究意义研究高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺能够为斜拉桥施工提供科学、合理的施工工艺方案，保障斜拉桥施工的顺利进行。

研究索力控制方法可以有效控制斜拉桥索力的大小和分布，保证斜拉桥结构的稳定性和安全性。

通过索力监测技术可以及时监测斜拉桥的索力变化情况，为斜拉桥的日常运行和维护提供有力的依据。

深入研究高速铁路斜拉桥斜拉索施工工艺及索力控制方法，具有重要的理论和实际意义，对于促进高速铁路斜拉桥的建设和发展具有重要意义。

浅析斜拉桥的索力优化策略摘要：斜拉桥以其结构新颖和跨越能力大等优势逐渐成为现代桥梁工程建设当中最具有竞争力、发展最为迅速的一种新型桥梁，斜拉桥的索力优化，可以根据不同的研究内容，分成施工索力的优化和成桥索力的优化两种主要形式，成桥索力的计算主要是采用刚性支承的连续梁法、弯曲能量最小法、零位移法来计算成桥索力，本文主要通过对索力优化的方法进行分析，并对成桥索力的计算及优化策略进行了相关阐述。

关键词：斜拉桥；索力优化、策略近几年来，随着社会主义现代化建设的不断进步，我国的现代桥梁工程建设也取得了很大的进步，斜拉桥以其结构新颖和跨越能力大等优势逐渐成为现代桥梁工程建设当中最具有竞争力、发展最为迅速的一种新型桥梁，从设计的角度来进行分析，可以得知成桥恒载内力的分布如何是桥梁结构在长期运营过程中保证其质量的关键部分所在，成桥的状态合理指的就是斜拉桥的索、梁、塔等构件在活载、恒载作用下做能承受的最小的受力状态。

1 关于索力优化的方法分析根据研究对象所处的不同状态又可以将成桥的索力优化分为设计阶段的索力优化以及设计好但是还未参与施工的成桥索力优化和已经参与运营的成桥索力优化几种不同的类型，同样的，施工索力优化又可以分为纠正施工误差的索力优化和为了达到成桥索力的合理性而进行的索力优化。

针对设计阶段的斜拉桥的索力优化，到目前为止，国内外已经有很多学者对此进行了深入的研究，具体可以分为以下几种类型。

1、刚性支承连续梁法。

所谓的刚性支承连续梁法，是被指定的受力状态的优化方法中的重要代表，这种方法主要是将处于斜拉桥恒载作用下的斜拉桥主梁的呈刚性支承连续梁状态作为优化的目标，利用斜拉索力中的竖向分力和刚性支点的相等反力条件来确定最优索力，并且对减小对成桥内力造成的影响具有一定的作用。

2、索力无约束优化法。

索力无约束优化法有内力平衡法和弯曲能量最小法两种主要方式，所谓的弯曲能量最小法指的就是将结构的弯曲能力作为一个目标函数，将结构作为内力平衡法的主要研究对象，并按照内力平衡的原则得到一个较为合理的斜拉索索力。