杨志魁

摘 要：为确定钢管混凝土拱桥合理成桥索力和施工阶段张拉力的优化方法，以实际工程为背景，通过借助有限元软件Midas Civli和数值分析软件Matlab，并利用最小弯曲能量法初步求解钢管混凝土拱桥的成桥索力，再通过影响矩阵原理对拱桥内力进行调整，进而求解最终成桥索力。对施工阶段索力则是采取正装迭代法，并结合施工阶段的影响矩阵，进而求解施工过程中各吊杆的索力。最后，通过观察成桥索力下拱桥内力、线形是否符合要求，从而确定该方法的可行性。

关键词：钢管混凝土拱桥;最小弯曲能量法;影响矩阵

中图分类号：U448.222     文献标识码：A     文章编号：1003-5168（2021）36-0070-03

Research on Optimization of Cable Force of CFST Arch Bridge During Completion and Construction

YANG Zhikui

（Shaanxi Vocational & Technical College ，Xi'an Shaanxi 710000）

Abstract：In order to study the method of cable force optimization of concrete-filled steel tube arch bridge，this article takes the actual project as the background and uses finite element software Midas Civli and numerical analysis software Matlab to solve the cable force of concrete-filled steel tube arch bridge.In this paper，at first，the minimum bending energy method is used to solve the bridge cable force and then the internal force of the arch bridge is adjusted by the influence matrix principle to solve the final cable force.In the construction stage，the cable force of each boom is solved by means of the formal installation iteration with the influence matrix of the construction stage.Finally，the feasibility of the method is determined by observing whether the internal force and line shape of the arch bridge meet the requirements.

Keywords：concrete-filled steel tube arch bridge;minimum bending energy method;influence matrix

钢管混凝土能兼顾钢管混凝土结构和系杆拱桥的特点而被国内外广泛使用。钢管混凝土拱桥设计过程中，要考虑在吊杆力作用下，系梁和拱肋受力较合理且线形平顺。但是在实际工程中，由于施工过程的复杂性[1-2]，施工时会受到各种因素的影响，甚至会影响到成桥索力。因此，需要正确地给出不同吊杆在施工阶段的索力[3-4]。

本文通过有限元软件Madis Civil并结合Matlab软件，以实际工程项目江東大桥为例，分析验证最小弯曲能量法和影响矩阵法对其成桥和施工阶段索力求解的可行性。

1 索力优化方法

1.1 影响矩阵法

结构设计和施工过程中，会选择任意阶段随机截面进行控制，这些截面被称为关键截面，选取截面上的特性参数作为控制变量，通过这些控制变量判断结构的内力、线形是否合理。……