斜拱弯梁桥合理成桥索力优化★

张 晶 黄海新 张 丹

0 引言

随着科学技术的进步和社会文化水平的提高，桥梁的美学问题越来越被重视，出现了一大批造型新颖的异型拱桥，斜拱弯梁桥便是其中一例。其结构的复杂性使其合理成桥状态索力的确定成为设计的重点和难点，需要进行深入研究分析。

合理成桥状态是指成桥时，桥梁结构在荷载作用下内力和变形满足一定要求，且结构达到某种目标最优时的状态。通过调整吊索张拉力可以使桥梁结构在确定性荷载作用下，某种反映受力性能的目标达到最优，求解这组最优的吊索张拉力，就是吊索的索力优化[1]。

目前对于合理成桥状态索力优化的研究主要针对于斜拉桥，本文通过借鉴斜拉桥索力优化的方法，运用ANSYS有限元软件对斜拱弯梁桥进行合理成桥索力优化。

1 索力优化方法

根据不同的优化目标，主要有以下几种优化方法:指定受力状态法，如刚性支承连续梁法、零位移法等;无约束的索力优化，如弯矩能量最小法，弯矩最小法等;有约束的索力优化，如用索量最小法、最大偏差最小法，以及影响矩阵法[2]。本文分别采用以下几种方法对斜拱弯梁桥进行索力优化。

1.1 刚性支承连续梁法[2]

以主梁在恒载作用下弯曲内力成等代刚性支承连续梁为优化目标。将主梁、吊索相交的地方设置为刚性支承进行结构分析，计算出各支点反力，以此作为吊索的竖向分力。

1.2 内力平衡法[3]

以截面内力为控制目标，控制截面可包括主梁和拱肋。……