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支架现浇斜拉桥索力优化及施工阶段索力确定的开题报告
一、研究背景和意义
现浇斜拉桥是桥梁工程中常见的结构形式之一，在桥梁建设、交通运输等方面起着重要作用。
在斜拉桥的设计和施工中，支架作为施工要素之一，需要确定合理的索力，以保证斜拉桥的安全性和可靠性。
目前，支架的索力确定和优化方面仍存在一定问题，主要表现在以下几个方面：
1.支架索力确定仍存在模糊性和不确定性；
2.支架索力优化方法有限，无法满足复杂结构的要求；
3.施工阶段支架索力难以准确测量。
因此，本研究旨在探索支架现浇斜拉桥索力优化及施工阶段索力确定的方法，为现浇斜拉桥的设计和施工提供理论依据。
二、研究内容和方法
本研究将从支架索力优化和施工阶段索力确定两个方面入手，具体内容如下：
1.支架索力优化
通过分析现有支架索力优化方法，探索新的支架索力优化方法，并进行比较和分析。
具体方法包括：有限元分析法、遗传算法、神经网络等。
比较分析各个方法的适用性和精度，并以一个实际现浇斜拉桥为例进行验证和优化。
2.施工阶段索力确定
通过实测和数值模拟，确定施工过程中支架的索力变化规律，建立支架索力与桥面荷载、支架初始参数之间的关系模型。
并以一座正在施工中的现浇斜拉桥为例，验证模型的准确性和可靠性。
三、预期成果和应用价值
通过本研究，预期可以得到以下成果：
1.开发出适用于不同类型现浇斜拉桥的支架索力优化方法，提高支架索力的精度和可靠性；
2.建立支架索力与桥面荷载、支架初始参数之间的关系模型，为施工阶段支架索力的准确测量提供理论支持；
3.推广应用本研究成果，可以提高现浇斜拉桥的设计和施工效率，将为工程安全和经济效益做出贡献。
斜拉桥施工控制斜拉桥作为现代桥梁中的重要结构，其建造和施工都需要严谨的控制。
斜拉桥施工控制是指在施工过程中严格控制各项参数，以确保斜拉桥结构和功能的稳定性和可靠性。
本文将介绍斜拉桥施工控制的主要内容，包括施工过程的控制、施工技术和材料的控制、质量控制、安全控制等。
施工过程的控制斜拉桥建造并非一蹴而就，它需要经过多个施工过程才能完成。
施工过程的控制起着至关重要的作用。
对施工过程进行控制，可以确保斜拉桥的质量、稳定性和完整性。
具体来说，施工过程的控制需要注意以下几个方面的内容：施工计划的制定施工计划是斜拉桥施工的基础，它需要详细列明施工的工序、步骤、进度和时间等。
施工计划的制定是施工过程的第一步，它可以有效地指导施工的进行，并严格控制施工过程中的质量、安全等因素，从而确保斜拉桥的稳定性和完整性。
施工队伍和资质施工队伍是斜拉桥施工的重要组成部分，施工队伍的技能水平和资质也直接影响到斜拉桥的质量和稳定性。
因此，施工队伍必须是专业的、有一定经验的队伍，并且拥有相关的资质证书。
施工现场的管理施工现场的管理是施工过程中的重要环节。
要确保施工现场的安全，必须对施工区域进行隔离，设置标志和警示牌等。
同时，在施工过程中必须严格控制相关工作人员的行为，防止出现误操作和安全事故。
施工技术和材料的控制斜拉桥施工中，控制施工技术和使用的材料的质量至关重要。
具体来说，施工技术和材料的控制主要涵盖以下内容：施工技术的控制斜拉桥施工技术的控制主要包括以下几个方面。
1.预制件的制造：斜拉桥中的各类预制件的制造需要经过专业的制造厂进行制造。
在制造过程中，需要严格控制材料的质量和规格，以确保预制件的质量和尺寸的准确性。
2.吊装技术的控制：吊装技术是斜拉桥施工过程中的重要环节。
吊装过程中，需要对吊装设备进行检测，并确保吊装的准确性和稳定性。
3.焊接技术的控制：斜拉桥施工中的焊接技术需要严格控制。
焊接质量直接影响着斜拉桥的稳定性和可靠性。
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。
大跨度斜拉桥施工过程中的索力控制方法摘要:随着我国经济的快速发展，大跨度斜拉桥行业越来越普遍，大跨度斜拉桥行业中索力控制方法是重要的部分。
针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,根据逐根张拉的斜拉索施工工艺,建立了张拉过程中索-梁-塔的力学模型；并以斜拉索索力均匀为目标,按正装分析法推导了挂索时单根钢绞线的张拉力计算公式。
在此基础上结合等值张拉法,消除了挂索期间温度变化对钢绞线张拉力的影响,并给出了施工和运营过程中的索力测量方法。
北方某斜拉桥的工程实践表明:根据该方法确定的单根钢绞线张拉力进行张拉,能够得到较均匀的索力；不论单根钢绞线拉力还是总索力,误差都在5%以内,均能满足施工控制的精度要求；该方法可供同类型斜拉索施工参考。
关键词:斜拉桥；正装分析；索力控制；单根张拉；索力均匀引言大跨度斜拉桥体系的外形优美、跨越能力强,因而被广泛应用于实际工程。
斜拉索是斜拉桥非常重要的受力构件,平行钢绞线斜拉索是目前设计中使用较多的1种斜拉索结构形式。
该类型斜拉索在施工时常常采用单根张拉的斜拉索挂索工艺,即化整为零,集束成索,将制索、挂索与初张拉合而为一。
由于平行钢绞线斜拉索采用单根挂索单根张拉,若各根钢绞线的初始张拉力不均匀,在荷载作用下,会导致一部分钢绞线的拉力小而另一部分钢绞线的拉力可能超过极限强度,造成个别钢绞线被拉断,在不确定车辆荷载或其它偶然荷载的作用下,成桥后这种情况会更突出。
所以,在斜拉桥施工过程中,如何保证平行钢绞线张拉的均匀性与索力测量的准确性是斜拉桥施工控制的重点和难点。
目前,有关整根斜拉索索力控制与调整的研究和对单根张拉的斜拉索挂索工艺的介绍已很多,但对同一斜拉索中单根钢绞线张拉力控制的研究却很少。
文章根据等值张拉法,通过挂索过程中结构变形的几何关系确定了各根钢绞线的张拉力,也取得了较好的效果。
根据斜拉索单根张拉的施工工艺,以每根钢绞线张拉力均匀为目标,按照正装分析法推导了斜拉索张拉过程中每根钢绞线的张拉力计算公式,并给出了后续各工况及运营中的索力测量方法。
斜拉索张拉施工技术分析摘要：重庆高家花园大桥为双塔双索面混合梁斜拉桥，主跨为钢箱梁结构，边跨为预应力混凝土箱梁结构，施工时斜拉索索力技术要求高、难度大。
本文介绍了斜拉索张拉过程中索力控制的技术要点，以及采取的施工质量控制措施。
关键词：高家花园大桥斜拉索索力控制1.工程概况重庆高家花园大桥是轨道交通环线跨越嘉陵江的一座轨道交通专用斜拉桥，也是轨道交通环线主要节点性工程之一。
索塔设计为H形，索塔高139.5m；塔梁分离，半漂浮体系。
索塔由下至上依次分为墩柱、下塔柱、中塔柱和上塔柱，主跨为钢箱梁结构，边跨为预应力混凝土结构。
全桥斜拉索设计为52对，塔端索间距为 6.15m，中跨钢箱梁端索间距为12m，边跨混凝土箱梁端索间距为8m。
（斜拉索布置见图1-1 主桥总体布置图）2.斜拉索设计与施工特点2.1 斜拉索设计主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥，全桥共52对斜拉索。
边跨为砼箱梁，中跨采用钢箱梁。
斜拉索在中跨主梁上的纵向标准索距为12m。
在边跨的标准索距为8m。
塔侧第一对斜拉索在主梁上的锚固点距主塔中心线边跨、中跨分别为14.5m和20m。
拉索采用外包单层黑色HDPE填充型环氧涂层钢绞线拉索及相应的配套锚具，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量为Ep=1.95*105MPa；公称直径Φs15.2mm，张拉力按照0→10%～15%σcon（开始计入伸长量，预紧张拉）→80%σcon→100%σcon（持荷五分钟，保证环氧钢绞线应变充分）进行控制。
2.2 斜拉索张拉施工特点本桥边跨每道斜拉索52根钢绞线，中跨每道索45根钢绞线，采用单根斜拉索的钢绞线均逐根挂索完成后随即用单根千斤顶进行单端张拉的方法进行施工。
环氧钢绞线张拉采用伸长量和索力双控措施，以索力为主，以伸长量为辅并且需要兼顾中跨钢箱梁顶面标高。
施工过程中必须保证两个塔支均匀同步张拉，严格控制张拉力精度，保证索力及中跨钢箱梁顶标高等各项指标满足设计要求。
斜拉桥的合理成桥索力和施工阶段索力控制的开题报告
1.研究背景：
斜拉桥是一种常见的大跨度桥梁形式，其主要结构特点是在桥墩和桥面之间设置了一定数量的斜拉索，用来承受桥面荷载。
在斜拉桥的建设过程中，合理的成桥索力
和施工阶段索力控制是十分重要的。
2.研究内容：
2.1 成桥索力的确定
斜拉桥在设计阶段需要确定合理的成桥索力，以确保桥面的正常使用。
一般来说，成桥索力的确定需要考虑以下因素：斜拉索的数量、直径和材质、桥跨长度、预紧力
的大小等。
研究可以采用数学模型或试验方法进行。
2.2 施工阶段索力控制
在斜拉桥施工中，施工阶段索力对桥体的安全和使用寿命有着很大的影响。
因此，在施工中需要合理控制索力。
控制方法可以分为三个方面：一是斜拉索的长度调节；
二是预应力水平的调节；三是通过桥墩和支架等设施实现索力的均衡分配。
3.研究意义：
该研究可以为斜拉桥的设计、施工提供参考，保障斜拉桥的安全、有效使用和使用寿命的提高。
4.研究方法：
研究可以采用理论研究、数学模型或试验方法等，通过对斜拉桥的力学性能进行分析和测试，确定合理的成桥索力和施工阶段索力控制方法。
5.预期成果：
通过对斜拉桥的成桥索力和施工阶段索力进行研究和控制，可以提高斜拉桥的安全性和使用寿命，对于发掘和保护我国斜拉桥的文化遗产也将有一定的推动作用。
斜拉桥结构设计与施工优化斜拉桥是一种独特的桥梁结构，它采用斜拉索来支撑桥面，具有轻巧、美观、高强度等特点。
斜拉桥的结构设计与施工优化是确保斜拉桥安全可靠运行的关键。
首先，斜拉桥的结构设计需要考虑多个因素。
设计师需要考虑桥梁跨度、斜拉索的布置、主桥塔台的高度和位置、桥面的横纵坡等因素。
在设计中，需要合理选择材料和断面形状，以满足桥梁的承载能力和抗风能力要求。
此外，设计师还需要考虑桥梁的自振频率，避免与风的频率相吻合，引起共振现象。
在斜拉桥的结构设计中，斜拉索的布置是非常重要的。
斜拉索的数量、位置和倾斜角度都会影响桥梁的受力性能。
设计师需要根据桥梁的跨度和形状，合理布置斜拉索，使其能够均匀分担桥梁的荷载。
此外，斜拉索的张拉力需要经过精确计算，使其能够承受桥梁的荷载，并保证桥梁的稳定性。
在斜拉桥的施工优化中，需要考虑多个方面。
首先，施工过程中需要确保斜拉索的张拉力均匀，避免因张拉力不均匀而引起的桥梁变形或破坏。
施工人员需要掌握合适的张拉力控制技术，确保斜拉索的张拉力符合设计要求。
其次，施工过程中需要注意桥面的施工质量，确保桥面的平整度和防滑性能。
最后，施工过程中需要严格控制质量，确保各个构件的准确度和连接的可靠性。
斜拉桥的结构设计与施工优化还需要考虑桥梁的维护和管理。
斜拉桥通常由许多复杂的构件组成，需要定期检查和保养，以确保桥梁的安全运行。
维护人员需要检查斜拉索的张拉力、桥面的平整度、主桥塔台的稳定性等，及时发现并处理潜在的问题。
此外，维护人员还需要制定合理的维护计划，对桥梁进行定期保养，延长其使用寿命。
综上所述，斜拉桥的结构设计与施工优化是确保斜拉桥安全可靠运行的关键。
设计师需要考虑桥梁的结构布局、斜拉索的布置和张拉力的控制等因素，以确保桥梁能够承载荷载和抵抗风力。
施工人员需要掌握合适的施工技术，确保斜拉索的张拉力均匀和桥面的施工质量。
维护人员需要定期检查和保养斜拉桥，确保其安全运行。
通过科学的结构设计和施工优化，斜拉桥能够发挥其独特的优势，为人们出行提供便利和安全。
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斜拉桥索力优化方法综述摘要：本文首先介绍斜拉桥索力优化的概念。
然后将斜拉桥索力优化基本方法按有约束和无约束两种范畴进行分类。
进而从数学、力学及工程应用角度分阐述斜拉桥索力优化方法的基本原理。
最后经过综合分析，找出各种索力优化基本方法之间的联系，为斜拉桥在具体数值分析及建造过程中提供指导和借鉴。
关键词：斜拉桥索力优化影响矩阵1 引言斜拉桥成桥状态恒载内力分布的好坏是衡量设计优劣的重要标准之一。
理想的成桥状态当属塔、梁在恒、活载作用下弯曲应力小且均匀的受力状态。
无论怎样的斜拉桥结构体系，总能找出一组斜拉索力，它能使结构在确定性荷载作用下，某种反映结构受力性能的目标达到最优。
求解这组最优索力，就是斜拉桥的索力优化。
2索力优化基本方法及原理斜拉桥是高次超静定结构，斜拉索索力具有可调性，故斜拉桥的设计中存在一个通过优化成桥索力来优化成桥内力的合理成桥受力状态确定问题，即选择一组最优的索力是斜拉桥设计的关键。
在给定目标下，已有的寻求最优索力状态分析方法归结起来可分为两大类：无约束索力优化法和有约束索力优化法。
2.1无约束索力优化法无约束索力优化法是设定某一目标，寻求一组索力来满足已设定的目标，此法仅关心反映受力性能的目标达到最优，而不关心索力的大小及分布。
无约束索力优化法主要包括：简支梁法、刚性支承连续梁法、零位移法、内力（或应力）平衡法、弯曲能量最小法及弯矩最小法。
（1）简支梁法简支梁法是选择一组合适的斜拉索初始张拉力，使主梁结构的恒载内力与主梁以斜拉索的锚固点为简支支承的简支梁内力一致。
这种方法简单易算，但与实际情况相差太远，一般不宜采用。
（2）刚性支承连续梁法刚性支承连续梁法以斜拉桥主梁在恒载作用下的弯曲内力呈刚性支承连续梁状态为优化目标，将主梁、索梁交点处模拟刚性支承进行结构分析，计算出各刚性支点反力，利用斜拉索索力的竖向分力与刚性支点反力相等的条件来确定最优索力。
（3）零位移法零位移法是以结构在恒载作用下主梁和斜拉索交点的节点位移为零作为优化目标。
美好的明天 word1 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。在斜拉索张拉前，应将张拉千斤顶进行精确标定，标定出其校正曲线，确保张拉力的准确，张拉千斤顶将悬挂在用于斜拉索挂设的滑动架上随支架上下滑动，张拉时，千斤顶支撑在张拉架上，当千斤顶将斜拉索按设计要求拉长以后，即将锚头上锚固螺母内拧加以固定，然后放松千斤顶完成一次斜拉索的张拉。 美好的明天 word2 在斜拉索张拉调整过程中，需将主塔两方向及上下游方向四根索同时分步进行。值得注意的是，当次中跨与边跨合拢后，边跨的斜拉索是在已灌注好的主梁上进行安装，但其索力的张拉与调整仍应与相应的中跨悬臂段施工时同步进行。在斜拉索的张拉、测试过程中，塔索梁的温度影响很大，需将其进行同步测量并修正测试结果，同时，将在科学的监测监控之下进行。使全桥斜拉索受力均匀，主梁线型优美，符合设计要求。做到安全、优质地完成斜拉索的施工任务。 索力计算：以合理成桥状态为目标，对斜拉桥进行倒拆-正装迭代分析，考虑结构非线性
的影响，同时保证施工阶段的结构安全性和稳定性，计算出施工阶段初张拉索力。基本算法：1)正装法是初拟施工索力，按正常施工工序进行拼装，在成桥后与合理成桥状态对比，再返回修正，需要比较丰富的经验。2)倒拆法是以合理成桥状态为初态进行节段拆除，每个节段拆除后的下一节段的索力值为施工时安装该节段的索力张拉值。倒拆法难以考虑混凝土收缩、徐变的影响，结构变形以及未闭合力的问题。3)倒拆正装法是先用倒拆法算出每个施工阶段的张拉索力，然后再用该索力进行正装计算，得出考虑上述影响的结果，然后将影响结果反馈到倒拆中去，反复迭代，直到最后结果与合理成桥状态基本吻合。倒拆-正装迭代计算法是斜拉桥安装计算广泛采用的一种方法，通过倒拆、正装交替计算，确定各施工阶段的安装参数，使结构逐步达到预定的线形和内力状态。 正装—倒拆顺序参见图1，图中仅列出悬臂施工至最终状态的最后4个安装阶段。 计算的第一步是二期恒载gs的卸载，计算索力和跨中弯矩，在第一步计算后，索力和跨中弯矩变为： 1,10,11,20,21,10,11,11,21,1,,,,,,nnnMMTTTTMTT
第二步是合拢段的拆除，在计算2，c步时，由半桥组成的结构体系在悬臂端施加弯矩—1,10,1nnMM，在计算2，g时，悬臂端施加合拢段自重荷载（反方向），此时的索力变化为： 2,1,2,21,22,11,12,2,22,1,,,,,,nnnTTTTTTTTT
这些是在正装第n，c步后所找到的索力。在初始张拉时，第n号索的索力在计算2，g步后，就等于所需找到的索力2,1,nnnTTY 第三步是各悬臂段的拆除，在计算3，c步时，悬臂体系和第n号索在其锚点受到力—
2,1,nnnTTY的作用，在3，g阶段后，索力变化为： 美好的明天 word3 3,2,3,22,23,12,13,3,23,1,,,,,,nnnTTTTTTTTT
重复第三步直到整个结构被“化整为零”，总的原理是：在拉索拆除之前每一计算步骤完成后，可确定当前拉索的初始张拉力，于是结构变为拆卸当前拉索并承受相反索力作用的剩余结构。
图1 正装—倒拆顺序示意图 由于斜拉索的非线性和混凝土的收缩徐变的影响，倒拆和正装计算中，两者不闭合，即按照按照倒拆的数据正装，结构偏离预定的成桥状态的线形和内力状态。因此，倒拆法与正装闭合的关键是混凝土收获徐变的处理，混凝土的徐变与结构的形成历程有密切的关系，原则上倒拆法无法进行徐变计算。为了解决倒拆和正装计算徐变迭代问题，第一轮倒拆计算，不计混凝土的收缩徐变，然后用上次倒拆的结果进行正装计算，逐阶段考虑混凝土收缩徐变的影响，并将各施工阶段的收缩徐变值存盘。再次进行倒拆计算时，采用上一轮正装阶段的混凝土收缩和徐变值，如此反复，直到正装和倒拆收敛到允许的精度。同时，文献[23]介绍了一种考虑结构几何非线性影响的倒退分析方法。该方法在倒退分析时，在每个倒退的施工步骤中，采用增量迭代法考虑非线性的影响，倒退分析的起点是成桥状态，每次增量迭代过程中力和位移的修正量都是从施工的后一阶段向前计算得到的。 索力张拉过程最优控制： 张拉过程的基本问题及结构分析：无论是采用悬臂法施工还是现浇法施工的斜拉桥，在施工过程中，都需要确定一个张拉变量序列，使得在该序列经历的一切中间状态下满足结构美好的明天 word4 内力、变形及机具承载力的要求，并在该序列的终点达到预先要求的设计状态。基本假定： (1)在张拉过程中，假定拉索张拉力与伸长量之间的关系是线性的。(2)张拉变量的次序是预先给定的，其量值是给定的或待求的。在结构分析中，引入影响结构的概念，影响结构是由张拉变量序列的子序列定义的。对于一个确定的张拉变量子序列{x1，x2，Λ，xk}，实际结构的一种退化形式被称为该序列的影响结构，如果能够满足：(1)不切断索，在相应于xk的所有拉索处施加单位不变形预张力。(2)相应于xj(j的二力杆。(3)不承受实际结构的任何荷载。 张拉过程的最优控制：斜拉桥拉索张拉过程就是为了确定一个张拉变量序列，使得在该序列经历的一切中间状态下满足内力、位移、机具承载力约束，在该序列的终点达到预先要求的设计状态，即目标状态。下面将通过一个简单的例子来说明张拉过程及优化模型的建立。 斜拉桥施工步骤见图4。该模型共有5对索，每次张拉对称的一组索同时张拉。为了说明问题，对索力张拉的要求是在每个阶段只张拉最前端一组索，并且成桥后不调整索力，目标是成桥后的索力达到设计要求(即合理成桥状态索力)，约束取每个施工段中点的应力作为控制条件。在实际中，可以根据需要加入其它约束。 第一阶段分析(见图2(a))：索①两端同时施加单位不变形预张力，求出对索①的影响值，记为a-11;同时可以求出施加单位不变形预张力对关心截面1上下缘应力的影响值b11，b21;同时计算该块件自重对关心截面1上下缘应力的影响值d11，d21。第二阶段分析(见图2(b))：索②两端同时施加单位不变形预张力，求出对索①的影响值a-12，对索②的影响值a-22;同时可以求出对索②施加单位不变形预张力对关心截面2上下缘应力的影响值b32，b42;同时计算新增块件自重对索的影响力大小，对索力的影响记为c12，对关心截面1，2上下缘应力的影响值为d12，d22，d32，d42。依次类推，直到施工完毕。根据施工步骤求出所需要的影响矩阵[A]，[B]，[C]， [D]。 美好的明天
word5 图2 斜拉桥施工图 {q}={q1，q2，q3，q4，q5}T，{x}={x1，x2，x3，x4，x5}T 其中[A]为对每根索施加单位不变形预张力对各根索的影响值，[B]为对每根索施加单位不变形预张力对关心截面内力影响值，[C]为新增块件自重对索力的影响值，[D]为新增块件自重对关心截面内力影响值，{x}为待求的张拉序列，{q}为新增块件自重向量。设索力要达到的目标为[X*]，约束条件为在施工过程中截面应力不超过规定值，即[σ]≤[σ]≤[σ-]，索力不超过张拉机具的额定承载能力[Ne]。则建立多目标的规划问题： 求{x1，x2，Λ，x5} 使min [C]{q} + [A]{x} -{x*} 至此，张拉过程的优化模型已经建立，然后利用综合参数法求解多目标、多约束的优化问题。 结论：斜拉桥以其优美的结构形式、经济的造价，在近30年得到了飞速发展。不但进入
了一直被悬索桥所统治的大跨径领域，在中小跨径也开始与其他桥型展开竞争。随着结构的大型化及结构的多样化、复杂化，单纯依靠经验、反复调整拉索使之达到理想的成桥状态已不能满足实际需要。本文通过介绍张拉过程的最优控制数学模型，将索力张拉过程归结为多目标、多约束的优化问题，并采用综合参数法进行求解，该方法不但能够达到预先给定的设计状态，而且能够满足施工过程中张拉工具的承载能力、内力和位移约束条件，克服了已有计算方法的不足，并且可以将该方法应用于悬索桥、拱桥的施工控制中，对同类问题有很重要的参考价值。 参考文献： [1] 严国敏.再论部分斜拉桥论部分斜拉桥，兼论多塔斜拉桥[A].第十三届全国桥梁学术会议论文集[C].上海，1998 [2] 陈亨锦，王凯，李承根.浅谈部分斜拉桥.桥梁建设，2002(1) [3] 刘士林，王似舜.斜拉桥设计.人民交通出版社，2006 [4] 郭伟. 用正装迭代法计算斜拉桥的施工索力[J]， 华南理工大学土木与交通学院，2012 [5] 杜彭娟，张哲等. 斜拉桥索力张拉过程的最优控制[J]， 计算力学学报， Vol.22，No.3 ， 2005 ， 326~329 [6] 陈可，史鹏飞. 部分地锚式斜拉桥施工索力正装计算法[J]， 山西建筑， Vol.36 No.19 ， 2010 ， 300~301
