自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究

盧曉丹

摘要：近幾年，國內外對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差的調整方法進行了深入研究。主纜的垂度、加勁梁混凝土的收縮及徐變是自錨式懸索橋施工中的非線性的主要表現形式，自錨式懸索橋施工比較復雜，非線性誤差過大對橋梁質量有直接影響，加大自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究力度是施工單位的當務之急。筆者結合多年工作經驗，從自錨式懸索橋的力學特征著手，對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究作了簡要分析。

關鍵詞：自錨式懸索橋；施工；非線性誤差；調整研究

中圖分類號：U4445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0000-00

一、自錨式懸索橋的力學特征

自錨式懸索橋施工過程中不需要使用錨碇，錨碇體積過大，不僅對懸浮橋地基承載力有很高要求，還需要施工環境以及地質有較強的適應性，自錨式懸浮橋有效地解決了這類難題。自錨式懸浮橋綜合傳統懸浮橋的優勢，幾何線形是它最明顯的特征，該特征主要表現在施工和運營階段，自錨式懸浮橋主纜與加勁梁直接相連，加勁梁受到較大的軸向壓力后，橋梁的幾何線形因此更加明顯。加勁梁的使用材料以混凝土為主，加勁梁受溫度的影響會出現收縮、徐變等問題，導致主纜的邊跨位置松弛，索塔受拉力的影響會產生較大的拉應力。自錨式懸索橋施工中的非線性過程非常復雜，有主纜集合非線性、加勁梁和索塔的梁柱效應非線性以及鞍座滑移非線性等多種復雜的表現形式。

二、自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究

（一）誤差調整的最小二乘法

自錨式懸索橋施工過程中，選取合適的結構內力或位移作為誤差調整法中的控制參數，由此建立合理的參數向量。根據非線性誤差值的實際狀況，假設一個合理的控制參數值，記錄實際測得的數值，此時產生的非線性誤差為：

通常情況下，為了使非線性誤差最小的主要表現形式是控制參數誤差減小，誤差減小后橋梁結構不會因此出現變形或應力集中等狀況，保證橋梁結構滿足設計要求。綜合各項數由以上公式計算可以看出誤差與相應變量以及橋梁施工實際狀況和施工經驗之間的關系，根據不一樣的加權系數，綜合處多組符合橋梁施工標準的恒載索力方案。

（二）考慮非線性影響的誤差調整

結合自錨式懸索橋施工的實際狀況，選擇某一合適的施工階段，根據最小二乘法計算控制參數出現的誤差D，這個過程中調整后的索力值為x，調整后索力值控制參數調整值d=Ax。受線性結構的影響，對使用過程中的吊索拉力調整值的誤差R=D-d，保證數據合理后，橋梁才能保持預想的狀態。

主纜的架設工作實在主梁整體施工結束之后開工，主纜架設后安裝并張拉吊索、其目的是使主梁脫離模板或者支架，這就是自錨式懸浮橋施工最大的特點。

主梁離開支架之前必須保持受力安全，安全性通常由索鞍頂推滿足，這時候吊索的索力產生的誤差不需要調整。如果主梁處于脫模狀態，吊索所受的拉力必須保持在成橋所受拉力的1/2以上。需要采用反復迭代的方法對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進行調整，計算方法如下：⑴根據線性結構的特點，以當前結構為依據，計算出影響矩陣A；⑵結合上文中介紹的最小二乘法，計算出誤差值D的索力調整量x；⑶根據以上數據對索力進行結構調整，結合實際狀況計算出調整后的控制參E，計算過程必須以非線性產生的影響為依據；⑷將上步驟中計算出的控制參數與實際施工中的理論參數進行對比，計算出實際參數和調整參數之間的誤差D′；⑸如果上步驟中調整參數和理論參數在規定的誤差要求范圍之類，那么x即為標準索力調整量，如果在誤差要求范圍之外，就需要D+ D′代替誤差值D，重新根據（1）、（2）、（3）、（4）步驟計算出誤差值。

通過以上計算步驟，得出準確的非線性誤差值后，還需要根據橋梁施工的實際狀況對誤差值進行調整，調整過程如下所示：第一步：以主梁的整體線形偏差為依據，計算出主梁自重產生的誤差，以自錨式懸浮橋全部吊索的整體調整為依據，杜絕橋梁自重產生的線性偏差。第二步：結合橋梁施工的實際狀況，調整施工過程中產生的誤差，如索力誤差和索塔頂水平位移的偏差，調整過程必須考慮對橋梁的影響。

該調整過程也應該堅持反復調試的原則，以上兩個步驟必須緊密結合，堅決從總誤差中分離出橋梁自重偏差后再來完成第二步驟的調整。

三 結束語

自錨式懸索橋張拉吊索的方式比較特殊，通常情況下采用“先梁后纜”的方式進行，這種方式通過體系轉換完成張拉吊索作業，主要表現形式是將加勁梁轉變為吊索彈性支撐。在這個過程中不僅要保證優質的成橋狀態，達成各階段的施工目標，還需要根據施工實際將自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進行調整。

參考文獻：

[1]胡幫海，姚盛丹. 空間主纜自錨式懸索橋施工過程中非線性誤差調整方法研究[J]. 湖南交通科技，2013.

[2]許明冬. 空間索面自錨式懸索橋體系轉換施工控制[D].東北林業大學，2013.

[3]王楨. 超大跨徑自錨式懸索橋幾何非線性行為理論與試驗性能研究[D].重慶交通大學，2013.

[4]王立峰，李曼曼，肖子旺，王子強. 自錨式懸索橋非線性因素影響程度分析[J]. 中外公路，2011.endprint

摘要：近幾年，國內外對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差的調整方法進行了深入研究。主纜的垂度、加勁梁混凝土的收縮及徐變是自錨式懸索橋施工中的非線性的主要表現形式，自錨式懸索橋施工比較復雜，非線性誤差過大對橋梁質量有直接影響，加大自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究力度是施工單位的當務之急。筆者結合多年工作經驗，從自錨式懸索橋的力學特征著手，對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究作了簡要分析。

關鍵詞：自錨式懸索橋；施工；非線性誤差；調整研究

中圖分類號：U4445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0000-00

一、自錨式懸索橋的力學特征

自錨式懸索橋施工過程中不需要使用錨碇，錨碇體積過大，不僅對懸浮橋地基承載力有很高要求，還需要施工環境以及地質有較強的適應性，自錨式懸浮橋有效地解決了這類難題。自錨式懸浮橋綜合傳統懸浮橋的優勢，幾何線形是它最明顯的特征，該特征主要表現在施工和運營階段，自錨式懸浮橋主纜與加勁梁直接相連，加勁梁受到較大的軸向壓力后，橋梁的幾何線形因此更加明顯。加勁梁的使用材料以混凝土為主，加勁梁受溫度的影響會出現收縮、徐變等問題，導致主纜的邊跨位置松弛，索塔受拉力的影響會產生較大的拉應力。自錨式懸索橋施工中的非線性過程非常復雜，有主纜集合非線性、加勁梁和索塔的梁柱效應非線性以及鞍座滑移非線性等多種復雜的表現形式。

二、自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究

（一）誤差調整的最小二乘法

自錨式懸索橋施工過程中，選取合適的結構內力或位移作為誤差調整法中的控制參數，由此建立合理的參數向量。根據非線性誤差值的實際狀況，假設一個合理的控制參數值，記錄實際測得的數值，此時產生的非線性誤差為：

通常情況下，為了使非線性誤差最小的主要表現形式是控制參數誤差減小，誤差減小后橋梁結構不會因此出現變形或應力集中等狀況，保證橋梁結構滿足設計要求。綜合各項數由以上公式計算可以看出誤差與相應變量以及橋梁施工實際狀況和施工經驗之間的關系，根據不一樣的加權系數，綜合處多組符合橋梁施工標準的恒載索力方案。

（二）考慮非線性影響的誤差調整

結合自錨式懸索橋施工的實際狀況，選擇某一合適的施工階段，根據最小二乘法計算控制參數出現的誤差D，這個過程中調整后的索力值為x，調整后索力值控制參數調整值d=Ax。受線性結構的影響，對使用過程中的吊索拉力調整值的誤差R=D-d，保證數據合理后，橋梁才能保持預想的狀態。

主纜的架設工作實在主梁整體施工結束之后開工，主纜架設后安裝并張拉吊索、其目的是使主梁脫離模板或者支架，這就是自錨式懸浮橋施工最大的特點。

主梁離開支架之前必須保持受力安全，安全性通常由索鞍頂推滿足，這時候吊索的索力產生的誤差不需要調整。如果主梁處于脫模狀態，吊索所受的拉力必須保持在成橋所受拉力的1/2以上。需要采用反復迭代的方法對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進行調整，計算方法如下：⑴根據線性結構的特點，以當前結構為依據，計算出影響矩陣A；⑵結合上文中介紹的最小二乘法，計算出誤差值D的索力調整量x；⑶根據以上數據對索力進行結構調整，結合實際狀況計算出調整后的控制參E，計算過程必須以非線性產生的影響為依據；⑷將上步驟中計算出的控制參數與實際施工中的理論參數進行對比，計算出實際參數和調整參數之間的誤差D′；⑸如果上步驟中調整參數和理論參數在規定的誤差要求范圍之類，那么x即為標準索力調整量，如果在誤差要求范圍之外，就需要D+ D′代替誤差值D，重新根據（1）、（2）、（3）、（4）步驟計算出誤差值。

通過以上計算步驟，得出準確的非線性誤差值后，還需要根據橋梁施工的實際狀況對誤差值進行調整，調整過程如下所示：第一步：以主梁的整體線形偏差為依據，計算出主梁自重產生的誤差，以自錨式懸浮橋全部吊索的整體調整為依據，杜絕橋梁自重產生的線性偏差。第二步：結合橋梁施工的實際狀況，調整施工過程中產生的誤差，如索力誤差和索塔頂水平位移的偏差，調整過程必須考慮對橋梁的影響。

該調整過程也應該堅持反復調試的原則，以上兩個步驟必須緊密結合，堅決從總誤差中分離出橋梁自重偏差后再來完成第二步驟的調整。

三 結束語

自錨式懸索橋張拉吊索的方式比較特殊，通常情況下采用“先梁后纜”的方式進行，這種方式通過體系轉換完成張拉吊索作業，主要表現形式是將加勁梁轉變為吊索彈性支撐。在這個過程中不僅要保證優質的成橋狀態，達成各階段的施工目標，還需要根據施工實際將自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進行調整。

參考文獻：

[1]胡幫海，姚盛丹. 空間主纜自錨式懸索橋施工過程中非線性誤差調整方法研究[J]. 湖南交通科技，2013.

[2]許明冬. 空間索面自錨式懸索橋體系轉換施工控制[D].東北林業大學，2013.

[3]王楨. 超大跨徑自錨式懸索橋幾何非線性行為理論與試驗性能研究[D].重慶交通大學，2013.

[4]王立峰，李曼曼，肖子旺，王子強. 自錨式懸索橋非線性因素影響程度分析[J]. 中外公路，2011.endprint

摘要：近幾年，國內外對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差的調整方法進行了深入研究。主纜的垂度、加勁梁混凝土的收縮及徐變是自錨式懸索橋施工中的非線性的主要表現形式，自錨式懸索橋施工比較復雜，非線性誤差過大對橋梁質量有直接影響，加大自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究力度是施工單位的當務之急。筆者結合多年工作經驗，從自錨式懸索橋的力學特征著手，對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究作了簡要分析。

關鍵詞：自錨式懸索橋；施工；非線性誤差；調整研究

中圖分類號：U4445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0000-00

一、自錨式懸索橋的力學特征

自錨式懸索橋施工過程中不需要使用錨碇，錨碇體積過大，不僅對懸浮橋地基承載力有很高要求，還需要施工環境以及地質有較強的適應性，自錨式懸浮橋有效地解決了這類難題。自錨式懸浮橋綜合傳統懸浮橋的優勢，幾何線形是它最明顯的特征，該特征主要表現在施工和運營階段，自錨式懸浮橋主纜與加勁梁直接相連，加勁梁受到較大的軸向壓力后，橋梁的幾何線形因此更加明顯。加勁梁的使用材料以混凝土為主，加勁梁受溫度的影響會出現收縮、徐變等問題，導致主纜的邊跨位置松弛，索塔受拉力的影響會產生較大的拉應力。自錨式懸索橋施工中的非線性過程非常復雜，有主纜集合非線性、加勁梁和索塔的梁柱效應非線性以及鞍座滑移非線性等多種復雜的表現形式。

二、自錨式懸索橋施工中的非線性誤差調整研究

（一）誤差調整的最小二乘法

自錨式懸索橋施工過程中，選取合適的結構內力或位移作為誤差調整法中的控制參數，由此建立合理的參數向量。根據非線性誤差值的實際狀況，假設一個合理的控制參數值，記錄實際測得的數值，此時產生的非線性誤差為：

通常情況下，為了使非線性誤差最小的主要表現形式是控制參數誤差減小，誤差減小后橋梁結構不會因此出現變形或應力集中等狀況，保證橋梁結構滿足設計要求。綜合各項數由以上公式計算可以看出誤差與相應變量以及橋梁施工實際狀況和施工經驗之間的關系，根據不一樣的加權系數，綜合處多組符合橋梁施工標準的恒載索力方案。

（二）考慮非線性影響的誤差調整

結合自錨式懸索橋施工的實際狀況，選擇某一合適的施工階段，根據最小二乘法計算控制參數出現的誤差D，這個過程中調整后的索力值為x，調整后索力值控制參數調整值d=Ax。受線性結構的影響，對使用過程中的吊索拉力調整值的誤差R=D-d，保證數據合理后，橋梁才能保持預想的狀態。

主纜的架設工作實在主梁整體施工結束之后開工，主纜架設后安裝并張拉吊索、其目的是使主梁脫離模板或者支架，這就是自錨式懸浮橋施工最大的特點。

主梁離開支架之前必須保持受力安全，安全性通常由索鞍頂推滿足，這時候吊索的索力產生的誤差不需要調整。如果主梁處于脫模狀態，吊索所受的拉力必須保持在成橋所受拉力的1/2以上。需要采用反復迭代的方法對自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進行調整，計算方法如下：⑴根據線性結構的特點，以當前結構為依據，計算出影響矩陣A；⑵結合上文中介紹的最小二乘法，計算出誤差值D的索力調整量x；⑶根據以上數據對索力進行結構調整，結合實際狀況計算出調整后的控制參E，計算過程必須以非線性產生的影響為依據；⑷將上步驟中計算出的控制參數與實際施工中的理論參數進行對比，計算出實際參數和調整參數之間的誤差D′；⑸如果上步驟中調整參數和理論參數在規定的誤差要求范圍之類，那么x即為標準索力調整量，如果在誤差要求范圍之外，就需要D+ D′代替誤差值D，重新根據（1）、（2）、（3）、（4）步驟計算出誤差值。

通過以上計算步驟，得出準確的非線性誤差值后，還需要根據橋梁施工的實際狀況對誤差值進行調整，調整過程如下所示：第一步：以主梁的整體線形偏差為依據，計算出主梁自重產生的誤差，以自錨式懸浮橋全部吊索的整體調整為依據，杜絕橋梁自重產生的線性偏差。第二步：結合橋梁施工的實際狀況，調整施工過程中產生的誤差，如索力誤差和索塔頂水平位移的偏差，調整過程必須考慮對橋梁的影響。

該調整過程也應該堅持反復調試的原則，以上兩個步驟必須緊密結合，堅決從總誤差中分離出橋梁自重偏差后再來完成第二步驟的調整。

三 結束語

自錨式懸索橋張拉吊索的方式比較特殊，通常情況下采用“先梁后纜”的方式進行，這種方式通過體系轉換完成張拉吊索作業，主要表現形式是將加勁梁轉變為吊索彈性支撐。在這個過程中不僅要保證優質的成橋狀態，達成各階段的施工目標，還需要根據施工實際將自錨式懸索橋施工中的非線性誤差進行調整。

參考文獻：

[1]胡幫海，姚盛丹. 空間主纜自錨式懸索橋施工過程中非線性誤差調整方法研究[J]. 湖南交通科技，2013.

[2]許明冬. 空間索面自錨式懸索橋體系轉換施工控制[D].東北林業大學，2013.

[3]王楨. 超大跨徑自錨式懸索橋幾何非線性行為理論與試驗性能研究[D].重慶交通大學，2013.

[4]王立峰，李曼曼，肖子旺，王子強. 自錨式懸索橋非線性因素影響程度分析[J]. 中外公路，2011.endprint