基于能量法的独塔斜拉桥施工索力优化研究

金俊杰， 沈 勇

(湖南省交通建设工程监理有限公司， 湖南 长沙 410015)

独塔斜拉桥一般适用于跨径较小的斜拉桥，其结构特点为刚构体系，主梁可采用多种截面形式，相比于大跨径多塔斜拉桥，独塔斜拉桥非线性效应不明显，刚度更大，内力和挠度控制简单，是一种连续梁桥的常见改良形式，在我国桥梁建设中得到了广泛应用。在独塔斜拉桥中，索力控制至关重要，它决定了斜拉桥成桥后的内力和刚度分布。目前已有众多学者开展了独塔斜拉桥的研究，韩伟[1]以某铁路独塔斜拉桥为工程背景，基于无应力状态法对斜拉桥成桥索力进行了研究；李鸿波等[2]将粒子群算法成功应用于某矮塔斜拉桥索力调整中，并取得了良好的效果；孙全胜等[3]以主梁和主塔运营阶段内力为目标，研究了斜拉索张拉方案与张拉次数对斜拉桥主梁内力的影响；孙平宽等[4]研究了索力与合理成桥状态之间的影响，确定了合理索力的调整方法。

大量研究成果表明：斜拉索索力优化方法众多，不同优化方法得到的合理索力值也并不完全相同。目前在独塔斜拉桥索力调整中，应力平衡法以及影响矩阵法占据了主导地位，两种优化方法的精度较高。但是索力调整过程繁杂，需要对每个施工阶段进行正装迭代求解，计算量庞大，而能量法则能有效避免以上两种方法的短板，以主梁弯曲应变能为优化目标可有效避免复杂的计算过程，大幅提高计算效率。本文以某独塔斜拉桥为工程背景，基于能量法对斜拉索施工期索力进行了优化，研究成果可为该类工程调索提供参考。……