[发明专利]一种拱桥悬臂拼装施工优化计算方法

摘要

本发明提供一种拱桥悬臂拼装施工优化计算方法，其严格控制每一施工吊装阶段的实际线形与目标线形，使得各控制节点预抬高值变化平缓、索力均匀性好，不会出现材料在施工过程中的应力集中现象，其优化模型具有约束条件较少的优点，主要起约束控制作用的是合拢松索后的线形与目标线形的偏差在容许范围内的约束条件，解决了采用传统方法进行施工优化计算时，存在各扣索索力梯度大、均匀性差等问题。

主权项

1.一种拱桥悬臂拼装施工优化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据待悬臂拼装拱桥结构的几何参数、材料参数、边界条件和荷载工况建立结构的有限元模型，结合正装法分析方法确定待悬臂拼装拱桥结构的结构组、边界组和荷载组，并据此形成结构的各施工阶段，然后结合影响矩阵法原理建立状态变量与设计变量的函数关系，导出影响矩阵ut，M1，M2，Mn，C1，C2，Cn及T0，其中，ut为合拢松索后，各控制点的目标位移向量；M1，M2，Mn分别为设计变量对状态变量的影响矩阵；C1，C2，Cn为已知荷载量对状态变量的影响向量；T0为安装预抬高值为0状态下的荷载向量，即设计变量初始值，并建立如下优化模型：设计变量：x＝{x1,x2,x3...,xn}状态变量：x的初始值为T0：约束条件：优化目标函数：minf(x)＝||x-T0||或minf(x)＝||uh(x)-ut||式中：x为扣索初拉力荷载；u1(x)为各施工阶段拱肋悬臂端控制点位移向量；u2(x)为安装拱圈横联后悬臂端控制点位移向量；un(x)为合拢松索后，各控制点位移向量；Δu为松索成拱后，控制点位移与目标位移的容许偏差值；为抵偿因安装横联造成的竖向位移，取施工过程中各阶段悬臂端控制点预抬高值向量uh(x)＝αu1(x)+(1-α)u2(x)；S2，设计Δu的步长，代入上述优化模型，得出Δu与优化目标函数minf(x)的关系曲线，根据该关系曲线的拐点得出Δu的取值；S3，将步骤S2得到的Δu的取值代入上述优化模型，得出各索扣索力x和施工过程中各阶段悬臂端控制点预抬高值向量uh(x)。