不中断交通条件下斜拉桥换索索力优化及调整

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我国的桥梁发展处于日新月异的变化之中,其工作重心已经从新建为主转向建养并重的时代。在以往斜拉桥养护工作的换索过程中,常见的全封闭施工对居民生活的影响日益加剧。因此,迫切需要不中断交通条件下的换索施工,同时在该条件下的索力优化及调整将成为一个问题。如何安全、合理的完成拉索更换,并解决索力优化和调整的问题,本文依托某斜拉桥换索工程,以有限元分析软件为工具,围绕换索方案的确定、换索后成桥索力的求解以及换索过程中的索力优化调整,主要开展了如下工作:(1)概述国内外斜拉桥换索及索力计算研究现状,确定本文需要用到的索力计算方法。(2)确定斜拉桥的换索方案,在该换索方案基础上,分析车辆荷载对斜拉桥换索的影响,确定能够在不中断交通条件下进行换索施工。(3)依据确定的换索后成桥索力的计算方法,分别用不同的方法计算换索后的成桥索力,对比分析各计算结果后,发现使用组合方法能够确定一组合理的成桥索力。(4)将车辆荷载等效为静力荷载加入到有限元模型中,然后得到有车辆荷载影响下的优化后的计算索力,以换索后的成桥索力为目标索力,求出索力影响矩阵[F]和索力偏量{ΔT}后,运用高斯消元法求解全桥的索力增量调整值{S},该索力增量调整值与优化后的计算索力叠加后,就是各换索施工阶段的索力。(5)分析换索后的效果表明,经过换索过程中索力的优化调整,实现在不中断交通条件下对斜拉桥换索后线形的调整。本文的计算结果表明,通过对斜拉桥换索过程中的索力进行优化调整,换索以后桥面线形基本达到成桥状态,换索过程中桥梁的各项参数均满足规范要求且结构安全、稳定。因此,本文提出了基于不中断交通条件下斜拉桥换索过程的索力优化方法,该方法对于类似的实际问题具有一定的工程应用价值。
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