钢管拱肋分段吊装扣索一次张拉索力改进算法

更新时间:2023-05-28

【摘要】为改善大跨钢管拱肋分段吊装扣索索力常用算法迭代效率低、计算时耗长,且忽略了温变影响等不足,建立了可考虑温变影响和提高计算效率的改进算法;基于材料力学和几何学相关知识,推导了吊装过程中拱肋位移变化与温变的理论关系,并在计入温变引起索长和拱肋位移改变的情况下,推导出扣索索力变化与温变的理论关系;基于扣索一次张拉法和ANSYS零阶优化法,开发了考虑温变影响且在迭代子步中对程序自动搜索实施宏观调控的扣索索力计算程序;运用改进算法对某主跨300 m钢管混凝土拱桥开展了分段吊装施工控制分析。分析结果表明:推导的理论公式和有限元分析结果的变化规律一致,拱肋位移变化的最大相对误差为11%,索力变化的最大相对误差为18%,均能满足工程精度要求;与原算法相比,采用改进算法的迭代次数由26次缩减到17次,迭代效率提高了35%,计算索力与实测索力的最大偏差由276 kN减小到100 kN;拱肋松索成拱位移理论值与实测值的最大偏差为7 mm,成拱线形正常;建立的改进算法可实现扣索一次张拉,提高迭代效率和计算精度,运用改进算法控制大跨钢管拱肋吊装施工可使拱肋松索成拱线形满足设计要求。

【关键词】 桥梁工程 拱桥 分段吊装 零阶优化法 扣索一次张拉法 索力 线形 温变

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