基于能量法的獨塔斜拉橋施工索力優化研究

金俊杰， 沈 勇

(湖南省交通建設工程監理有限公司， 湖南 長沙 410015)

獨塔斜拉橋一般適用于跨徑較小的斜拉橋，其結構特點為剛構體系，主梁可采用多種截面形式，相比于大跨徑多塔斜拉橋，獨塔斜拉橋非線性效應不明顯，剛度更大，內力和撓度控制簡單，是一種連續梁橋的常見改良形式，在我國橋梁建設中得到了廣泛應用。在獨塔斜拉橋中，索力控制至關重要，它決定了斜拉橋成橋后的內力和剛度分布。目前已有眾多學者開展了獨塔斜拉橋的研究，韓偉[1]以某鐵路獨塔斜拉橋為工程背景，基于無應力狀態法對斜拉橋成橋索力進行了研究；李鴻波等[2]將粒子群算法成功應用于某矮塔斜拉橋索力調整中，并取得了良好的效果；孫全勝等[3]以主梁和主塔運營階段內力為目標，研究了斜拉索張拉方案與張拉次數對斜拉橋主梁內力的影響；孫平寬等[4]研究了索力與合理成橋狀態之間的影響，確定了合理索力的調整方法。

大量研究成果表明：斜拉索索力優化方法眾多，不同優化方法得到的合理索力值也并不完全相同。目前在獨塔斜拉橋索力調整中，應力平衡法以及影響矩陣法占據了主導地位，兩種優化方法的精度較高。但是索力調整過程繁雜，需要對每個施工階段進行正裝迭代求解，計算量龐大，而能量法則能有效避免以上兩種方法的短板，以主梁彎曲應變能為優化目標可有效避免復雜的計算過程，大幅提高計算效率。本文以某獨塔斜拉橋為工程背景，基于能量法對斜拉索施工期索力進行了優化，研究成果可為該類工程調索提供參考。……