确定斜拉桥施工索力的正装倒拆优化法

符 强， 李延强

( 石家庄铁道大学 工程力学系，河北 石家庄 050043)

斜拉桥的一个重要特点是设计和施工的高度耦合，斜拉桥的成桥状态是各施工状态的累积结果［1］，研究斜拉桥的施工状态，不但为施工提供依据，还可以更准确地把握成桥时的结构构形和内力。斜拉索作为斜拉桥结构的主要受力构件，其施工索力的确定长期以来一直是重点和难点问题。目前在工程中应用比较多的是倒拆法，其次是倒拆-正装迭代法与正装法，但这三种方法均存在许多不足之处［2-5］。正装倒拆优化法［6-7］是在正装优化的基础上，对各节段进行倒拆计算，得到各斜拉索的基础索力，然后再通过正装迭代计算，求得各个调索阶段斜拉索的初始张拉索力和主梁的预抬量。对结构进行正装倒拆优化法完成“索力-预抬量”计算，需要解决确立正装优化数学模型、选取结构状态的倒拆起点及确定倒拆过程中结构非线性效应分析和结构状态参数等问题。将正装倒拆优化法与ANSYS 软件相结合，通过对模型斜拉桥成桥过程进行正装倒拆优化计算，确定了模型斜拉桥的施工索力，并利用计算结果完成了模型斜拉桥成桥状态的调试过程。

1 正装倒拆优化法

1．1 正装优化的数学模型

确定模型的设计变量、状态变量和目标函数是建立正装优化数学模型的前提。其中，目标函数必须保证是设计中极小化的变量参数，且必须为设计变量的函数。本模型桥实验索力计算，极小化变量选取成桥状态下主梁及桥塔各测控点位移，选取成桥状态下斜拉索索力作为设计变量，主梁应力作为状态变量。……