斜拉橋索力優(yōu)化與調(diào)整.ppt

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化與加固同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系肖汝誠1二.三.一.內(nèi)容簡介工程背景總結(jié)與展望內(nèi)力調(diào)整施工方案的實(shí)施四.五.既有預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的理論基礎(chǔ)觀測方法的評(píng)價(jià)與調(diào)索后結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)評(píng)估預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化與加固2一工程背景（續(xù)）預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的現(xiàn)狀和工程實(shí)例委內(nèi)瑞拉馬拉開波（Maracaibo）橋英國的Wye橋3一工程背景（續(xù)）預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的現(xiàn)狀和工程實(shí)例上海新五橋廣州海印橋4一工程背景（續(xù)）預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力調(diào)整的現(xiàn)狀和工程實(shí)例已有的調(diào)整

2、理論過于復(fù)雜，不易操作。當(dāng)前該領(lǐng)域還需解決的問題：采用的模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)不符，造成的誤差；缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)的一整套評(píng)估方法，以及是否進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整的決策系統(tǒng)；5一工程背景（續(xù)）背景工程橋梁上虞市人民大橋6一工程背景（續(xù)）上虞市人民大橋結(jié)構(gòu)簡圖新區(qū)（西）14131211109876543211234567891011121314背景工程橋梁7一工程背景（續(xù)）靜載試驗(yàn)中，箱梁內(nèi)裂縫有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。檢測后發(fā)現(xiàn)人民大橋主要存在的問題：結(jié)構(gòu)形態(tài)與設(shè)計(jì)存在較大偏差；與設(shè)計(jì)相比，拉索有卸載現(xiàn)象，而且卸載量不平衡；

3、背景工程橋梁8一工程背景（續(xù)）工作內(nèi)容確定既有橋梁內(nèi)力調(diào)整的合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)；對(duì)結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，識(shí)別既有橋梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)；評(píng)估當(dāng)前結(jié)構(gòu)內(nèi)力，以確定是否對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整；從理論上解決從當(dāng)前結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)到調(diào)整的目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的具體實(shí)用調(diào)整方法；解決內(nèi)力調(diào)整施工中的具體問題；對(duì)內(nèi)力調(diào)整后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)一步評(píng)估。9二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋結(jié)構(gòu)參數(shù)的識(shí)別參數(shù)永存預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)恒載支座反力斜拉索索力10二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉

4、橋結(jié)構(gòu)參數(shù)的識(shí)別參數(shù)識(shí)別中遵循：盡可能真實(shí)地模擬當(dāng)時(shí)的施工情況（包括施工方案、節(jié)段重量、施工中拉索索力、定位標(biāo)高、橋面線形等）模擬從施工到運(yùn)營至今橋梁發(fā)生的收縮徐變情況11二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）結(jié)構(gòu)當(dāng)前受力狀態(tài)的確定與評(píng)估12二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定1、已有的斜拉索索力優(yōu)化方法：指定受力狀態(tài)的索力優(yōu)化法斜拉索索力的無約束優(yōu)化法斜拉索索力的有約束優(yōu)化法2、針對(duì)既有混凝土斜拉橋索力優(yōu)化方法針對(duì)橋梁設(shè)計(jì)目標(biāo)：通過調(diào)索使主梁上若干點(diǎn)標(biāo)高

5、滿足設(shè)計(jì)要求控制條件：實(shí)際內(nèi)力逼進(jìn)設(shè)計(jì)內(nèi)力解決思路：建立設(shè)計(jì)內(nèi)力和調(diào)索后實(shí)際內(nèi)力差值的余能表達(dá)式，以差值最小作控制條件求滿足達(dá)到指定標(biāo)高時(shí)索力增量，與原索力疊加得優(yōu)化后的拉索索力13二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定確定目標(biāo)狀態(tài)的原則：使主梁、主塔內(nèi)應(yīng)力較小，且比較均勻應(yīng)力峰值應(yīng)得到控制：控制正應(yīng)力和主應(yīng)力，滿足規(guī)范要求以當(dāng)前實(shí)測索力變化較小為原則，盡量減小當(dāng)前索力調(diào)整的工作量，避免對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的擾動(dòng),并達(dá)到結(jié)構(gòu)內(nèi)力合理為目標(biāo)邊墩支座反力得到控制調(diào)整后結(jié)構(gòu)內(nèi)力滿

6、足承載能力的要求橋面線形得到改善為防止裂縫進(jìn)一步開展，限制裂縫處應(yīng)力14二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定靈敏度分析：找到不同拉索對(duì)主梁內(nèi)應(yīng)力影響程度選定如上圖的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行研究。同時(shí)了解索力變化對(duì)支座反力的影響15二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定靈敏度分析結(jié)果：16二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定恒載作用下主梁響應(yīng)的可行域：恒載作用下主梁正應(yīng)力的可行域：17二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化

7、調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定恒載作用下主梁響應(yīng)(正應(yīng)力)的可行域：18二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定恒載作用下主梁響應(yīng)(正應(yīng)力)的可行域：19二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定確定結(jié)構(gòu)合理內(nèi)力狀態(tài)及所對(duì)應(yīng)的拉索索力：20二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）合理目標(biāo)內(nèi)力狀態(tài)的確定確定結(jié)構(gòu)合理內(nèi)力狀態(tài)及所對(duì)應(yīng)的橋面標(biāo)高：21二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）實(shí)現(xiàn)合理目標(biāo)內(nèi)力的施工分析問題的

8、理論解決：斜拉橋是高次超靜定結(jié)構(gòu)，要達(dá)到相同的調(diào)整目標(biāo)，施工中的拉索索力與調(diào)整順序有關(guān)！現(xiàn)有的調(diào)整理論過于繁復(fù)，而且也有不合理的地方。解決方法——拉索的目標(biāo)索力確定，那么拉索長度改變量是一定的，索力增量也是一定的，與調(diào)整順序無關(guān)。22二預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋內(nèi)力優(yōu)化調(diào)整的理論基礎(chǔ)（續(xù)）實(shí)現(xiàn)合理目標(biāo)內(nèi)力的施工分析調(diào)索施工方案的限制條件：1施工方案盡可能簡單易行，通過一次調(diào)索就可達(dá)到目標(biāo)，且調(diào)索順序要便于施工；2由于受到現(xiàn)場施工條件的制約，不適合大噸位千斤頂工作，因此每步調(diào)索