一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法与流程

本发明创造属于桥梁施工，尤其是涉及一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法。

背景技术：

1、斜拉桥的施工工序繁多，在施工中容易出现工序调整、主梁在施工中与原目标状态存在一定的标高误差、以及新施工的实测索力与模型数值模拟结果上的差值，这些变化将会引起斜拉桥的实际状态偏离设计理想状态，所以需要对部分或者全部的斜拉索进行索力调整，或者以线形为目的反复计算调整，其主要目的就是将主梁线形和斜拉索索力等结构状态都调整至目标成桥状态。目前，针对斜拉桥索力调整的方法虽然有多种，这些方法对成桥状态的确定以及对应合理成桥状态的施工状态的确定虽然适用，但对于工序调整后导致的标高误差或者需对施工累计误差回正、以及将每个节段施工完后所得的实测索力带回数值模拟模型中反复调整计算等情况下，由于索力与荷载的更新，这些方法并不能迅速的得到一种适应合理施工或者成桥的状态，对工期将会产生一定的影响。因此有必要对方法进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法。

2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，

4、包括如下步骤：

5、s1、通过对全桥有限元模型中对每对斜拉索索力依次改变单位值，然后提取其对各控制节点即斜拉索与中跨主梁连接处的节点处或者每个节段的端节点的位移变化量，形成斜拉索索力改变量对控制点位移的影响矩阵，以斜拉索的索力增量为可调变量，以中跨主梁的累计位移为被调整量，通过限制可调变量变化范围，使得被调变量随可调变量同步变化；

6、s2、以中跨主梁控制截面处的位移为控制目标，控制目标中同时考虑中跨合龙后二期荷载发生变更对主梁标高的影响和主梁在施工过程中产生的标高误差；记原定成桥状态下主梁各控制节点处标高所组成的列向量为l1，中跨合龙完成后主梁各控制节点处实测标高所组成的列向量为l2，若要达到原定成桥状态则主梁各控制节点在拉索三张和二期作用下产生的位移列向量w1应满足w1＝l1-l2，假设索力未进行优化而二期荷载发生变更时主梁各控制节点在拉索三张和二期作用下产生的位移列向量为w2，主梁各控制节点在索力调整下的位移变化值组成的列向量为w3，若要达到原定目标成桥状态则有：

7、w1＝w2+w3；l1-l2＝w2+cx；cx＝l1-l2-w2；

8、式中：c—主梁位移影响矩阵；x—拉索索力调整值组成的列向量；因此，上式中l1-l2-w2便为索力调整时的目标值，记为d，则有：

9、cx＝d；

10、s3、大桥中跨合龙后，对全桥主梁线形进行实测得到主梁实测标高列向量l2，并将全桥有限元模型中的二期荷载根据实际施工荷载进行调整，得出二期荷载变更后主梁在拉索三张和二期作用下产生的位移列向量w1，代入步骤s2公式中，以计算出目标值；

11、s4、进行求解便可求得一组斜拉索索力调整量x，使得在原始索力基础上叠加x后桥梁结构能够达到原目标成桥状态，调整结果带入数值模型中，查看数值模拟中的的目标状态与通过影响矩阵求解值之间的差值后，如相差较大，则进行多次调整，以得到模型；

12、s5、按上述步骤s1-s4优化上游或下游索力后，再重复步骤s1-s4进行另一侧索力的优化。

13、进一步，步骤s4中，求解过程均可通过excel进行计算。

14、进一步，步骤s4中，如相差较大，则返回excel中多次调整，最后得一应力与线形均较优的模型。

15、进一步，实际张拉上下游时，采用液压装置进行张拉。

16、进一步，上下游索力优化分开且单独进行。

17、进一步，步骤s1中，全桥假设一共n对斜拉索，最终会形成n阶影响矩阵,其中ci,j表示调整第j号斜拉索对第i号控制点处的位移影响值,如下所示，

18、

19、相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

20、本发明在影响矩阵法中结合实际施工需要确定目标值对成桥索力进行优化，具有较好的效果，通过简单的表格计算能够迅速得到变化后的结果用于指导施工，很好地适应桥梁施工过程中的荷载变更、施工中的标高误差、实测索力带入调整获得新的适应施工的模型带来的工期影响、并获得均匀的索力以及平顺的线形，对桥梁建设有重大意义，推广价值高。

技术特征：

1.一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，其特征在于：步骤s4中，求解过程均可通过excel进行计算。

3.根据权利要求2所述的一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，其特征在于：步骤s4中，如相差较大，则返回excel中多次调整，最后得一应力与线形均较优的模型。

4.根据权利要求1所述的一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，其特征在于：实际张拉上下游时，采用液压装置进行张拉。

5.根据权利要求1所述的一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，其特征在于：上下游索力优化分开且单独进行。

6.根据权利要求1所述的一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，其特征在于：步骤s1中，全桥假设一共n对斜拉索，最终会形成n阶影响矩阵,其中ci,j表示调整第j号斜拉索对第i号控制点处的位移影响值,如下所示，

技术总结
本发明创造提供了一种斜拉桥施工工艺调整或索力更新后的索力优化方法，先提取影响矩阵，然后目标值的确定，再进行目标值的求解，求解便可求得一组斜拉索索力调整量，使得在原始索力基础上叠加，桥梁结构能够达到原目标成桥状态，调整结果带入数值模型中，查看数值模拟中的的目标状态与通过影响矩阵求解值之间的差值后，如相差较大，则进行多次调整，以得到模型；按上述步骤S1‑S4优化上游或下游索力后，再重复步骤S1‑S4进行另一侧索力的优化。本发明在影响矩阵法中结合实际施工需要确定目标值对成桥索力进行优化，具有较好的效果，通过简单的表格计算能够迅速得到变化后的结果用于指导施工，对桥梁建设有重大意义。

技术研发人员：刘玉雄,赵健,刘长辉,安路明,高健,邵育新,李文斌,孙雷雷,于超,李彦超,尤春颖,陈美宇,汪琴
受保护的技术使用者：中国铁建大桥工程局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16