基于综合优化法的矮塔斜拉桥成桥索力优化

为确定矮塔斜拉桥合理成桥索力,提出一种索力综合优化法。该方法以影响矩阵法为基础,采用数据标准化法将2种或以上不同类型的离散数据变为无量纲的统一化数据,以结构控制截面位移及弯矩综合最小为目标进行索力求解。以南京地铁宁句线矮塔斜拉桥为算例,采用最小弯曲能量法、刚性支承连续梁法和综合优化法对成桥状态的索力进行计算,将计算结果与原设计成桥索力进行对比。结果表明：对于矮塔斜拉桥,在恒载作用下,采用综合优化法计算得到的索力及主梁弯矩分布最为合理;在运营阶段,综合优化法计算得到的索力与原设计索力相比,主梁上、下缘最大压应力分别降低3.3%、3.8%,并且主梁应力分布更优。     

空间组合拱桥吊杆张拉力的确定

确定拱桥吊杆在成桥状态时合理内力的方法,主要有指定受力状态法（刚性支承连续梁法、零位移法等）、无约束的吊杆力优化（弯曲能量最小法、弯矩最小法等）、有约束的吊杆力优化（索量最小法、最大偏差法等）。以位移、成桥时整体受力状态、弯矩为控制目标来确定中山一桥在成桥状态下吊杆的合理张拉力,并分析了这几种方法的优缺点。     

空间组合拱桥吊杆张拉力的确定

确定拱桥吊杆在成桥状态时合理内力的方法，主要有指定受力状态法（刚性支承连续梁法、零位移法等）、无约束的吊杆力优化（弯曲能量最小法、弯矩最小法等）、有约束的吊杆力优化（索量最小法、最大偏差法等）。以位移、成桥时整体受力状态、弯矩为控制目标来确定中山-桥在成桥状态下吊杆的合理张拉力，并分析了这几种方法的优缺点。     

梁拱组合桥吊杆成桥索力优化分析

介绍了各种索力的优化方法,并采用有约束的最小能量法,以梁拱组合桥拱肋和主梁的拉压及弯曲应变能之和为目标函数,以指定节点位移、截面弯矩及吊杆索力上下限为约束条件,建立了成桥状态下最优吊杆索力的优化模型,基于约束变尺度法的求解理论为基础求解该优化模型。结合具体的工程实例,先用ANSYS建立平面模型提取影响矩阵等数据,然后利用lingo10软件的独特算法,求得满足结构总体线形和受力要求的成桥状态下最优吊杆索力。     

特大跨系杆钢拱桥成桥状态与吊杆张拉力优化分析

特大跨异型系杆钢拱桥的成桥状态确定至关重要。采用基于影响矩阵的综合方法确定合理成桥索力,该方法考虑了系杆拱桥各吊杆间受力的相互影响;并采用Ansys Workbench有限元程序,建立了杭州市运河二通道358m大跨度异型钢拱桥有限元模型,通过结合刚性吊杆法和自动调索法确定吊杆的合理张拉力。以合理成桥索力为目标索力,采用影响矩阵法确定有应力状态下吊杆的施工张拉力,索力调整后与目标索力进行对比,误差控制在3%以内,达到了索力优化调整的目标。     

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化研究

在研究一般斜拉桥成桥索力优化方法的基础上,针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,依据影响矩阵调值原理,提出了以结构整体弯曲能量最小为目标、以主梁主塔单元的弯矩和轴力以及部分关键节点的位移为约束条件的矮塔混凝土斜拉桥索力优化方法。应用MIDAS/CIVIL2010＂未知荷载系数＂模块,对某混凝土矮塔斜拉桥实际工程进行成桥索力优化。分析结果表明,此种方法可以方便得到满足设计要求的合理成桥索力。     

基于 Midas 有限元下的大跨斜拉桥成桥索力优化

为了深化对大跨斜拉桥成桥索力优化问题的认识,根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则,阐述各类方法的求解思路与优化过程。大跨斜拉桥成桥索力优化,仅靠一种方法完成索力优化是不够精确的。通过论述斜拉桥合理成桥状态的基本原则,介绍了常用的几种成桥索力优化方法。首先选择最小弯曲能法获得初始索力,并使用影响矩阵法进行二次优化,对成桥索力状态进行叙述。基于大型有限元软件Midas Civil建立斜拉桥模型,以合理成桥状态为控制目标,对背景桥梁成桥索力进行优化。     

综合法初定斜拉桥合理成桥状态

以某顶推施工独塔斜拉桥钢箱梁为背景,在斜拉桥各种设计理论的基础上,提出了一种更适合于钢箱梁斜拉桥的索力优化方法。采用最小弯曲能量法初定成桥状态,力平衡法确定主梁的弯矩可行域,作为进一步约束优化的约束条件,从而得到斜拉桥各部件受力合理的成桥状态。     

独塔钢斜拉桥成桥索力及施工索力计算分析

以某单塔中央双索面钢斜拉桥为研究背景,采用MIDAS Civil有限元程序进行建模计算,采用恒载平衡法初步拟定成桥索力,根据设置的控制目标,以初拟索力为基础进行多次调整索力以达到预期的成桥状态从而求得合理成桥索力。采用正装迭代法对斜拉索施工阶段进行模拟,经过多次迭代计算,得到施工索力。结果表明,成桥索力较为合理,按照施工索力能够满足斜拉桥合理成桥状态要求。对独塔钢斜拉桥合理成桥索力和施工张拉索力的确定提供借鉴和参考。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

用索拱体系加固提载刚架拱桥的分析研究

提出一种拱索体系加固现有钢筋混凝土刚架拱桥的方法,并以一座典型桥梁为例,对其加固前后的力学性能进行了分析,结果表明这种加固方法使桥梁的跨中弯矩和挠度大为减少,承载能力明显提高,它是一种加固早期修建钢筋混凝土刚架拱桥的有效方法,具有一定的理论意义和工程实用价值。本文还对该加固方法的施工程序及斜拉索的合理索力进行了论述。     

千米级斜拉桥空间非线性两阶段索力优化

针对斜拉桥的施工控制技术问题,提出了斜拉桥两阶段索力优化的方法,采用一阶最优化计算方法来确定某千米级斜拉桥在施工状态和成桥状态下的合理索力。首先将斜拉桥成桥后的线形和梁塔的最小弯曲应变能设为目标函数,通过对目标函数的最优化处理,求出各施工阶段的斜拉索索力和主梁的预转折角,用空间非线性有限元法模拟钢箱梁的悬臂拼装过程;成桥后,将斜拉桥梁塔的最大和最小弯矩设为目标函数,求出斜拉索索力的合理调整值。计算结果表明:该方法是可行的,结果也是合理的。     

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识，系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果；在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量（弯矩）最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程，并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性；探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明：指定结构状态的优化方法其优化目标明确，力学概念清晰，计算方便，但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形，很难获得全局合理的结果，目前仅用于初定斜拉桥成桥状态；弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形，体现了索力优化的本质特征，能够获得较为合理的优化结果，但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整，目前也多用于初定斜拉桥成桥状态；数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法，所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形，适用性较强，智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点，使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛；影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带，是一种综合的索力优化工具，但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解；分步优化方法融合了多种优化方法的优势，可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求，分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力；为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势，探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。     

钢管混凝土拉索拱桥成桥索力优化研究

基于钢管混凝土拉索拱桥的受力特点,以拱肋恒载弯矩分布为控制目标变量,以斜拉索索力为控制优化变量,借助影响矩阵,确定钢管混凝土拉索拱桥的合理成桥索力。通过对已建成的天子山桥的计算分析表明该方法简单、合理、有效。     

拱索体系加固的刚架拱桥荷载横向分布

针对传统的钢筋混凝土刚架拱桥采用拱索体系加固的要点和措施,提出了计算拱索体系荷载横向分布的弹性支承连续梁法。该方法假定荷载作用在由各拱片或索组成的空间桥梁结构中,通过计算荷载作用在截面处各拱片或索的刚度,根据桥梁的横向联结刚度,建立一弹性支承连续横梁来计算荷载在各拱片的横向分配,从而把空间问题转化为平面问题来处理。空间有限元分析结果和实桥试验结果对比表明:用拱索体系加固刚架拱桥,能有效地提高该桥的极限承载能力;该方法是一种简单、实用、偏于安全的设计计算方法。     

宁波明州大桥400t缆索吊装系统架设技术

宁波明州大桥主桥为(100+450+100)m中承式双肢钢箱系杆提篮拱桥,该桥中跨拱肋及加劲梁采用缆索吊方案施工。缆索吊装系统设计承载力达4 000kN,采用缆扣合一结构,主要由塔架及稳定系统、主索系统、起重牵引系统、索鞍、卷扬机系统、锚固系统、电气控制系统等组成。其中,缆塔和扣塔采用2台250t.m塔吊安装;缆风采用往复牵引系统安装,并通过安装分析,实现一次张拉到位;采用主索反置技术,主索采用类似缆风的往复牵引系统牵引过江,应用快速张拉调整装置张拉调节;主索张拉后进行牵引索安装、起重索安装、扁担梁安装、跑车连接、主索及缆风调整等,最后通过调试、试吊完成缆索吊装系统架设。     

频率法吊杆索力测量计算方法研究

系杆拱桥中吊杆索长均较短,对于短索索力的计算存在相当的难度。对某系杆拱桥吊杆索力基于频率法测试时采用的几种计算模型进行比较分析,同时分析吊杆长细比对模型计算精度的影响规律,得出与吊杆长细比相对应的索力计算模型,可满足工程精度要求。     

连续梁拱组合桥吊杆索力测试研究

该文对影响频率法测定梁拱组合体系桥梁吊杆索力精度的几个因素进行了分析。合理地确定吊杆拉索的有效计算长度,根据所测频率基于弦振动理论在考虑抗弯刚度影响下,所得到吊杆索力在一般情况下均具有相当精度,可以满足运营期间监测吊杆索力的需要。     

225m大跨度系杆拱桥系梁安装施工技术

蒲山大桥为主跨225 m系杆拱桥,主桥采用刚性系杆钢管混凝土桁架拱结构,横向设置3片拱肋,桥面系对应设置3道纵系梁,系梁采用预应力混凝土箱形结构。系梁采用预制法施工,采用大跨度高架龙门吊机吊装。系梁主要施工流程为:施工准备;基础施工;系梁、龙门吊支架半成品加工;系梁及龙门吊支架安装,龙门吊工厂改造;2台75 t龙门吊安装;系梁平车运输;节段系梁吊装、调整。其中,系梁安装时支架设计的安全保证和成本控制及安装线形的控制、系梁安装时钢筋的同轴搭接是施工中的难点。该桥系杆拱桥系梁的安装作业经过25 d时间顺利完工。