大跨径多塔斜拉桥恒载索力优化方法

基于斜拉桥传统索力优化理论,提出3阶段优化算法。该算法以既定的合理成桥状态准则为目标,运用刚性支承连续梁法获得初始成桥状态,利用零位移法实现结构线形目标,以弯曲能量最小为目标,指定各种约束条件,利用ANSYS优化模块中的1阶优化方法实施索力优化,获得目标成桥状态,求解过程中考虑几何非线性的影响。建立3~6塔主跨为1 400 m斜拉桥的有限元模型,利用参数化设计语言(APDL)编制计算程序,进行算例分析。结果表明:微调索力,结构变形改变量较小,而结构内力变化显著;索力优化前后,塔、梁恒载弯矩明显减小,结构内力和变形均能满足既定目标;运用该算法进行3~6塔斜拉桥成桥状态计算,结构内力和变形均能满足既定目标。     

基于粒子群算法的斜拉桥恒载索力优化

为了优化斜拉桥恒载索力,将斜拉桥主梁与主塔的弯曲应变能之和作为目标函数,拉索索力、主塔与主梁的位移、应力等作为约束条件,建立斜拉桥恒载索力有限元模型,确定全桥各个单元内力、位移的高阶影响矩阵。利用罚函数法将目标函数与约束条件转变为无约束优化问题,利用粒子群算法找寻无约束目标函数的全局最优适应度,以此得出斜拉桥最优成桥索力。研究发现:粒子群优化算法能在给定约束条件下找寻结构最优状态,该方法简便、有效、实用性强,能降低人工调索的影响,容易获得接近真实成桥状态的索力。     

混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

某斜拉桥合理成桥状态模拟分析

探讨了斜拉桥成桥状态分析所涉及到的一些概念及分析思路,采用大型通用有限元程序Midas/Civil,利用零位移法对某斜拉桥进行合理成桥状态分析,得到了成桥状态的线形、弯矩及斜拉索的索力。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

结合影响矩阵的正装迭代法在优化施工索力中的应用

在斜拉桥施工控制中,为了达到设计成桥状态目标,需要对施工索力进行计算和调整。以国内弯道半径最小的斜拉桥为例,引入影响矩阵,通过迭代消除不闭合问题,从而可使施工索力得到优化,达到预先设定的成桥内力和线形。实例证明,该方法在斜拉桥施工控制中具有较好的精度和分析效率,可减少计算过程中受过多不确定因素的影响,对于解决类似的问题有较大的参考价值。     

常浒河矮塔斜拉桥索力优化

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,应用MIDAS/CIVIL2010"未知荷载系数"模块,对常熟常浒河混凝土矮塔斜拉桥工程进行了成桥索力优化。分析结果表明,该方法可以方便地得到满足设计要求的合理成桥索力,且便于施工过程索力优化与结构内力的控制。     

混凝土斜拉桥合理成桥状态研究

根据混凝土斜拉桥合理成桥状态的确定原则、影响因素与确定方法,先用最小弯曲能量法初定成桥状态,再用影响矩阵法进行索力调整,获得了合理的成桥状态。运用该方法对某桥进行了计算,算例表明该方法简单、有效。     

结合梁斜拉桥索力优化方法的研究

本文拟采用有限元程序ANSYS。其方法是以斜拉索的二次张拉索力为设计变量,斜拉索和结合梁的应力以及支座反力为控制变量,将成桥后主梁的最小弯曲应变能作为目标函数,通过一阶优化算法,确定最优索力,即结合梁斜拉桥施工时的合理张拉索力。     

矮塔混凝土斜拉桥施工索力分析

以江苏省常熟市碧溪大桥为例,基于影响矩阵和正装迭代法,进行了合理成桥索力及合理施工张拉索力的优化分析,采用MIDAS/CIVIL 2010软件进行了大桥合理施工索力的优化分析。结果表明:优化分析得到的成桥内力分布合理,成桥应力分布均匀,结构弯矩较小,结构具有足够的压力安全储备;按照合理索力施工,施工过程中结构受力及线形变化合理;正装施工计算得到的成桥内力与合理成桥内力吻合较好,完全满足工程控制的精度要求。     

斜拉桥施工阶段索力调整的"两步到位法"

根据斜拉桥结构特性和施工控制的需要,提出施工阶段索力调整的"两步到位法",即首先模拟斜拉桥实际施工过程,计算出初始张拉索力,然后建立初始索力和主梁内力的数学模型,以成桥时主梁弯矩为控制目标,以最小二乘法优化出成桥时最终索力,保证了结构受力合理和结构安全.     

基于灰色预测理论的多塔斜拉桥施工监控方法研究

斜拉桥施工过程中若不对临时结构的内力及线形状态进行有效控制,将因误差的累积导致施工结束时整体结构的受力及线形严重偏离设计成桥状态,使得桥梁成桥时无法实现设计的最优状态从而影响结构的可靠性和美观性。常规混凝土斜拉桥的施工过程控制主要有最小二乘方法及卡尔曼滤波法。以钢主梁多塔大跨度斜拉桥作为工程背景,提出基于灰色预测理论的多塔大跨度斜拉桥施工过程控制方法,并将其用于此桥施工过程中初始索力等施工参数的理论计算,并运用此方法对由于温度、材料容重等因素的偏差对桥梁成桥状态的影响进行预测。实践表明运用灰色预测控制方法能高效地实现多塔钢主梁斜拉桥的施工过程控制并能保证桥梁合理成桥状态的实现。     

基于综合方法的斜拉桥合理成桥索力确定

确定斜拉桥合理成桥状态的关键问题主要在于如何控制斜拉索在成桥时的索力。基于大量的中外文献,通过对当前相关研究成果的优缺点进行评述和比较,可提出综合采用刚性索法与自动调索法确定合理成桥索力的原理及步骤。通过算例证明,该方法概念明确,计算方便,所得结果满足要求。     

矮塔斜拉桥拉索初张力优化

在斜拉桥索力影响矩阵的基础上，以结构应变能最小为目标函数，建立了矮塔斜拉桥索力优化模型。并结合一实桥算例进行索力优化分析，得出了一些具有一定参考价值的结论．     

大跨径斜拉桥索力优化与受力特点分析

斜拉桥在结构体系上是高次超静定的,结构的力学行为与其他桥梁有所差别;在基本的力学性能上,恒载作用下,斜拉索既起到弹性支撑的作用,又能通过千斤顶施加初张力以平衡外荷载,由此可见斜拉索的索力是可调的,不同的索力下主梁的线形和受力就会不同。为了使结构达到合理的成桥状态,即结构的线形和受力合理,最重要的一步就是对斜拉索的索力进行优化,以一座大跨径双塔双索面斜拉桥为例,对大跨径斜拉桥的索力优化过程进行描述,对成桥状态下结构的受力特点进行分析。     

多跨连续刚构桥合龙口顶推力约束优化算法研究

为实现预应力混凝土多跨连续刚构桥的合理成桥状态,并保证施工过程中的桥梁安全,提出了合龙口顶推力的约束优化算法。以成桥10年时墩顶纵向水平位移平方和达到极小值作为优化目标建立优化方程,利用成桥10年时的主梁跨中挠度及施工阶段的桥墩拉应力和压应力不超限建立约束方程,求解可获得一组最优顶推力。以青海省尕玛羊曲黄河特大桥为例,验证了该算法的可行性和有效性。     

“花瓣式”异形斜拉桥结构受力影响因素敏感性研究

为了减小"花瓣式"异形斜拉桥结构成桥状态结构受力和变形受施工误差的影响程度,以西安市富裕路沣河大桥为项目依托,通过分析容重、拉索弹模、拉索初张力、体系温度等影响因素变化对结构受力的敏感性程度,从而保证斜拉桥合理成桥状态与目标状态的精度要求。计算结果表明:体系温度、拉索力和结构容重对"花瓣式"异形斜拉桥成桥状态主梁挠度、主塔变形、拉索索力、拱脚及钢主梁截面应力影响较大,为敏感因素;拉索弹模对上述指标的影响程度较小,为非敏感因素;沣河大桥实际工程应用表明研究成果能够有效减小施工过程误差对成桥状态的影响程度,可为其他"花瓣式"异形斜拉桥在设计、施工中的结构敏感性研究提供有益参考。     

斜拉桥配索设计的要点

斜拉桥属于高次超静定结构，从设计到施工较一般梁式桥复杂的多，在很大的技术程度上都涉及到配索设计的重要问题。通常设计中先要拟定一个合理的成桥状态，再根据优化的施工工艺确定合理的施工状态。所谓合理的成桥状态指斜拉桥在结束施工后，在所有恒载作用下使构件受力达到理想状态。梁、塔弯曲应变能最小。斜拉桥合理成桥状态实际是按施工过程来确定各索初张力的过程。精确合理的成桥状态可先不考虑施工过程，根据成桥状态的受力图式计算，然后按施工过程将配索的张拉程序逐个细化，其分析方法有简支梁法，刚性支撑连续梁法。     

交通分配的粒子群优化算法

为了方便合理地分配交通量,提出了交通量多路径分配的粒子群优化算法。算法的求解方法是在粒子群算法中构造了路径条数维的粒子空间,每维对应一条可行性路线,其值为对应路径所分配的交通量;对粒子进行归一化处理,使交通量守恒,并进行交通量的多路径分配;根据目标函数评价与筛选粒子,直到满足终止条件。实例计算结果表明:利用粒子群算法得到的目标函数值最小,各路段分配的交通量没有超容量现象,模型求解过程具有方向性,对交通分配的网络规模无限制,因此,粒子群优化算法可行、合理。