矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化
2012-03-13缪长青王义春黎少华
东南大学学报(自然科学版) 2012年3期
关键词:优化
缪长青 王义春 黎少华
(东南大学土木工程学院,南京210096)
矮塔斜拉桥亦称部分斜拉桥,是介于常规的斜拉桥与传统的梁式桥之间的组合结构体系,具有“塔矮、梁刚、索集中”等特点[1].矮塔斜拉桥兼有斜拉桥与梁式桥的优点,其造型美观、结构性能优越、造价低、施工方便,近几年在城市景观桥梁、轻轨、高速铁路桥梁中得到广泛应用.
矮塔斜拉桥属于高次超静定结构,调整斜拉索的索力可以改变成桥结构的受力状态.因此开展矮塔斜拉桥索力优化研究有着重要的工程意义.
目前,确定斜拉桥合理成桥索力的方法主要有刚性支撑连续梁法、弯曲能量最小法等[2].文献[3-4]提出通过建立目标函数(如主梁弯矩最小)进行索力优化,但他们都是以单一目标函数进行优化的,有各自的局限性.文献[5]针对常规斜拉桥提出应用广义影响矩阵法进行成桥索力调整,其目标函数为使塔根弯矩为零和索梁交点为零位移.文献[6-11]在影响矩阵法基础上,从施工控制和成桥结构受力分布状态角度对索力优化进行研究,但均未考虑运营荷载和温度作用的影响.
本文以常熟市常浒河矮塔斜拉桥为工程背景,基于影响矩阵方法,导出了考虑交通车辆荷载和温度作用的影响矩阵表达式,并根据矮塔斜拉桥的结构特点建立相关的约束条件,应用MIDAS/CIVIL 2010 的未知荷载系数模块进行成桥索力优化计算,分析讨论了车辆荷载和温度作用对矮塔斜拉桥成桥索力的影响.