钢管桁架梁拱组合体系桥成桥索力优化

程 涛,丁南宏,廖伟华

(1.兰州交通大学 土木工程学院, 甘肃 兰州 730070;2.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司, 上海 200092)

0 引言

近年来,简支梁拱组合体系桥[1-2]由于其优美的造型、良好的受力性能已成为国内外中小跨径桥梁中十分受欢迎的桥型之一[3].梁拱组合桥的设计过程通常以合理的成桥状态为目标,即成桥时主梁、拱肋线形平顺优美,内力分布均匀合理[4].因此在确定结构体系以及恒载分布的前提下,如何确定一组最为符合设计目标的成桥索力显得尤为重要.

对于索力优化,学者们做了较多的研究,肖汝成[5-6]等在很早就实现了将影响矩阵法引入斜拉桥索力优化的程序化计算.熊学玉[7]等运用最小余能原理建立了通过更换吊杆来改善系杆拱桥的内力与线型的理论与方法.卢家森[8]基于Midas中的未知荷载系数法,确定了多桅杆斜拉结构的初步索力值,并给出了考虑荷载长、短期效应及拉索动力性能的设计公式,通过进一步优化计算最终确定了合理的索力值.王祥国[9]等将影响矩阵法引入系杆拱桥,建立了以优化前后吊杆成桥索力差值向量二范数平方的最小值为目标函数的优化模型,减少了施工阶段的吊杆张拉次数,达到了良好的效果.以上研究较好的对成桥索力进行了优化,但由于桥梁结构与优化策略的独特性、优化方法的局限性、施工工序的创新性,使得对于最优的成桥索力的确定并未有统一的标准,所以每一种优……