斜拉桥的索力问题是该桥型计算工作的核心所在。PC斜拉桥区别于钢箱梁,主梁设计受到收缩徐变影响,其施工过程安全性问题较为突出。在诸多调索方法中,影响矩阵法实现了对多种目标函数的统一,应用最为广泛。优化方法包括最小二乘法,梯度优化法,数学规划法。除了严谨的结构计算分析方法,调索的工程经验也很重要,借鉴类似斜拉桥体系的索力分布规律、塔梁弯矩经分布验规律来判断和调整。2 J* \; B, C0 g8 y( V( x z% C% ^
PC斜拉桥恒载索力和施工索力是各阶段受力状态的关键因素。拉索非线性的模拟包括杆单元Ernst折减法,多段杆单元法和悬链线索单元法。对于超长索,应专门研究其施工过程非线性特性,选择合适的模拟方法。索力问题的解决思路分成桥索力和施工索力两个方面。. C! O5 R6 s$ N2 S4 Y9 y* V
(1)综合应用最小弯曲能量法和应力平衡法[7],建立恒载索力优化模型,运用最小二乘法求解成桥索力,计算活载包络图,配置主梁预应力,在主梁设计弯矩可行域内选择主梁弯矩目标,进行主梁验算,上述过程依次修改循环直到满足设计要求,从而确定成桥合理的优化目标;
1 k6 M, F4 ?3 w: r3 [! @& s+ @(2) 利用正装迭代法[7]求施工索力,其基本思路:结合具体施工流程及结构受力要求,先初拟一组张拉索力,按正装计算得到一个成桥状态,将该成桥状态与事先定好的理想成桥状态比较,按最小二乘法原理使两个成桥状态相差最小,以此来修正张拉索力,再进行新的一轮正装计算,直至收敛为止,从而确定拉索的分次张拉力。
4 i$ C2 r+ G, D- N# X调整拉索张拉力的过程其实也是改变拉索无应力索长的过程,利用单元原始尺寸确定斜拉桥施工中间状态的方法[8]的主要思路是基于无应力索长的概念,通过循环迭代调整施工期拉索长度消除混凝土收缩徐变的影响,且达到结构各部分应力不超限,最终达到与成桥目标状态一致。
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