斜拉桥索力优化与调整Word

　　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

　　预应力混凝土斜拉桥内力优化与加固

　　内容简介一. 二. 三. 四. 五.工程背景 既有预应力混凝土斜拉桥内力调整的理论基础 内力调整施工方案的实施 观测方法的评价与调索后结构内力状态评估 总结与展望

　　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

　　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：影响量 拉索索号0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　影响量0.2

　　影响量

　　拉索索号0.0对2号点上缘影响量(MPa) 对3号点上缘影响量(MPa)

　　0.11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　对1号点上缘影响量(MPa)

　　-0.1

　　0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

　　-0.1

　　-0.2

　　14

　　-0.3

　　-0.1

　　-0.2

　　-0.4

　　-0.2

　　-0.3-0.5

　　拉索索号-0.3 0.8

　　0.3

　　影响量

　　影响量对5号点上缘影响量(MPa)对1号点下缘影响量(MPa)

　　1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

　　影响量对2号点下缘影响量(MPa)

　　0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 -0.1

　　0.2

　　0.1

　　0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　0.0 -0.1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　14

　　拉索索号0.6 0.5

　　拉索索号0

　　拉索索号1 2 3 4 5 6 7

　　拉索索号

　　影响量0.3对4号点下缘影响量(MPa)

　　对边跨支座反力影响量(t)

　　影响量

　　8

　　9

　　10

　　11

　　12

　　13

　　1

　　-5 -10 -15 -20 -25 -30

　　对3号点下缘影响量(MPa)

　　0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1 -0.1 -0.2 -0.3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　0.2

　　0.1

　　拉索索号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　0.0

　　-0.1-35

　　-0.2

　　影响量-40

　　拉索索号

　　-0.3

　　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：S SG SQ

　　S Slim min , max min Q G max Q

　　SG Slim SQ

　　恒载作用下主梁正应力的可行域： min G Q max min Q min G max Qmax

　　Q Q min , Q max

　　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：3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -3.5 -4.0

　　可变荷载作用下最大应力 可变荷载作用下最小应力

　　活载应力(MPa)

　　-1008 6

　　-50

　　50 可变荷载作用下最大应力 可变荷载作用下最小应力

　　100

　　活载应力(MPa)

　　4 2 0 -2 -4 -6 -8 -100 -50 0 50 100

　　20 18 16 14

　　恒载作用下应力上界 恒载作用下应力下界

　　应力(MPa)

　　12 10 8 6 4 2 0 -10020 18 16 14

　　-50

　　50

　　100

　　恒载作用下应力上界 恒载作用下应力下界

　　应力(MPa)

　　12 10 8 6 4 2 0 -100 -50 0 50 100

　　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：20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4

　　恒载作用下应力上界 恒载作用下应力下界 恒载作用下应力

　　应力(MPa)

　　-100

　　-50

　　50

　　100

　　20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -100 -50 0

　　恒载作用下应力上界 恒载作用下应力下界 恒载作用下应力

　　应力(MPa)

　　50

　　100

　　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：目标索力 设计索力 实测索力1000

　　拉索索力

　　500

　　0 E14 E13 E12 E11 E10 E9 E8 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8

　　14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -12514 12 10 8 6 4 2 0 -2 -125 -100 -75 -50 -25

　　拉索索号

　　W10 W11 W12 主W9 力组 合最 小应力 恒载应力 主 力组 合最 大应力

　　W13 W14

　　上缘应力(MPa)

　　-100

　　-75

　　-50

　　-25

　　25

　　50

　　75

　　100

　　125

　　主 力组 合最 小应力 恒载应力 主 力组 合最 大应力

　　下缘应力(MPa)

　　25

　　50

　　75

　　100

　　125

　　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：

　　0.08 0.04

　　m

　　0.00 -0.04 -0.08 -0.12 -0.16 -0.20 -100 -50 0 50 100

　　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。

　　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，因此每步调索值要限制在千斤顶最大张拉吨位内 以上要求若不满足，须更改施工方案(如张拉顺序等), 或改变目标索力值，然后重新计算，直到满足要求为止。