斜拉桥索力优化与调整.ppt

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1、预应力混凝土斜拉桥内力优化与加固同济大学桥梁工程系肖汝诚1二.三.一.内容简介工程背景总结与展望内力调整施工方案的实施四.五.既有预应力混凝土斜拉桥内力调整的理论基础观测方法的评价与调索后结构内力状态评估预应力混凝土斜拉桥内力优化与加固2一工程背景（续）预应力混凝土斜拉桥内力调整的现状和工程实例委内瑞拉马拉开波（Maracaibo）桥英国的Wye桥3一工程背景（续）预应力混凝土斜拉桥内力调整的现状和工程实例上海新五桥广州海印桥4一工程背景（续）预应力混凝土斜拉桥内力调整的现状和工程实例已有的调整

2、理论过于复杂，不易操作。当前该领域还需解决的问题：采用的模型与实际结构不符，造成的误差；缺乏对结构内力状态的一整套评估方法，以及是否进行内力调整的决策系统；5一工程背景（续）背景工程桥梁上虞市人民大桥6一工程背景（续）上虞市人民大桥结构简图新区（西）14131211109876543211234567891011121314背景工程桥梁7一工程背景（续）静载试验中，箱梁内裂缝有继续发展的趋势。检测后发现人民大桥主要存在的问题：结构形态与设计存在较大偏差；与设计相比，拉索有卸载现象，而且卸载量不平衡；

3、背景工程桥梁8一工程背景（续）工作内容确定既有桥梁内力调整的合理目标内力状态；对结构检测数据进行整理分析，识别既有桥梁的结构参数；评估当前结构内力，以确定是否对结构内力进行调整；从理论上解决从当前结构的内力状态到调整的目标内力状态的具体实用调整方法；解决内力调整施工中的具体问题；对内力调整后的结构状态进一步评估。9二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）预应力混凝土斜拉桥结构参数的识别参数永存预应力结构恒载支座反力斜拉索索力10二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）预应力混凝土斜拉

4、桥结构参数的识别参数识别中遵循：尽可能真实地模拟当时的施工情况（包括施工方案、节段重量、施工中拉索索力、定位标高、桥面线形等）模拟从施工到运营至今桥梁发生的收缩徐变情况11二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）结构当前受力状态的确定与评估12二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定1、已有的斜拉索索力优化方法：指定受力状态的索力优化法斜拉索索力的无约束优化法斜拉索索力的有约束优化法2、针对既有混凝土斜拉桥索力优化方法针对桥梁设计目标：通过调索使主梁上若干点标高

5、满足设计要求控制条件：实际内力逼进设计内力解决思路：建立设计内力和调索后实际内力差值的余能表达式，以差值最小作控制条件求满足达到指定标高时索力增量，与原索力叠加得优化后的拉索索力13二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定确定目标状态的原则：使主梁、主塔内应力较小，且比较均匀应力峰值应得到控制：控制正应力和主应力，满足规范要求以当前实测索力变化较小为原则，尽量减小当前索力调整的工作量，避免对结构产生过大的扰动,并达到结构内力合理为目标边墩支座反力得到控制调整后结构内力满

6、足承载能力的要求桥面线形得到改善为防止裂缝进一步开展，限制裂缝处应力14二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定灵敏度分析：找到不同拉索对主梁内应力影响程度选定如上图的几个关键点进行研究。同时了解索力变化对支座反力的影响15二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定灵敏度分析结果：16二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定恒载作用下主梁响应的可行域：恒载作用下主梁正应力的可行域：17二预应力混凝土斜拉桥内力优化

7、调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定恒载作用下主梁响应(正应力)的可行域：18二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定恒载作用下主梁响应(正应力)的可行域：19二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定确定结构合理内力状态及所对应的拉索索力：20二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）合理目标内力状态的确定确定结构合理内力状态及所对应的桥面标高：21二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）实现合理目标内力的施工分析问题的

8、理论解决：斜拉桥是高次超静定结构，要达到相同的调整目标，施工中的拉索索力与调整顺序有关！现有的调整理论过于繁复，而且也有不合理的地方。解决方法——拉索的目标索力确定，那么拉索长度改变量是一定的，索力增量也是一定的，与调整顺序无关。22二预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础（续）实现合理目标内力的施工分析调索施工方案的限制条件：1施工方案尽可能简单易行，通过一次调索就可达到目标，且调索顺序要便于施工；2由于受到现场施工条件的制约，不适合大吨位千斤顶工作，因此每步调索