悬索桥吊索张拉优化及施工控制分析研究

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改革开放以来,中国的桥梁基础设施建设取得了巨大成就,对于桥梁施工把控的要求也越来越高。悬索桥造型优美,不受地形限制,造价合理经济,不仅在中小跨径桥型中极具竞争力,在大跨桥梁中同样具有极高的性价比。但悬索桥结构复杂施工难点多,要想保证桥梁高质量高效率完成建设,在施工各个环节都要进行精密计算和严格把控。本文以广西在建横州大桥为工程背景,采用解析法与有限元法相结合,通过动态规划优化施工张拉,就悬索桥吊索张拉施工对合理成桥影响及其张拉施工过程施工控制问题进行了详细研究,建立仿真模型模拟施工张拉,计算施工过程索鞍预偏量、缆索下料长度等,具体研究内容如下:(1)基于有限位移法和有限元迭代,利用有限元软件MIDAS/Civil 2020对横州大桥一次性成桥进行了详细建模,通过对比同等模型振型频率以及受力特点,对模型进行了调整修正。同时将成桥后的吊杆索力和结构线形与设计进行了对比分析,验证了建模的准确性。(2)通过倒装施工张拉、解析计算、动态规划优化张拉方法,提出了三张吊索张拉的方案。对三种吊索张拉方案分别模拟张拉施工,提取施工过程中最大位移和关键节点应力等对比,验证了动态规划方法控制吊索张拉施工的可行性,同时对吊索张拉过程中吊索相干性影响做了详细的研究。(3)利用成桥模型和解析计算对该悬索桥索鞍预偏量进行了计算,通过分段悬链线进行了无应力缆索长度分析,对吊索施工下料长度进行了分析。同时根据计算结果提出了相应的施工建议。
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