迭代优化算法在大跨拱桥线形控制中的应用

针对某大跨径钢管混凝土拱桥的斜拉扣挂系统,将迭代优化算法应用于拱肋吊装的线形控制和索力计算.应用一次张拉到位的思想,通过设置合理的优化变量、约束条件和目标函数,将索力优化分散到各个施工阶段单独进行,依靠循环迭代实现总体线形的控制.该算法用于拱桥吊装施工的模拟,考虑了扣索垂度等非线性影响后,一轮优化得到的预抬高和扣索索力即可基本满足线形控制的要求.     

大跨度钢管砼拱桥拱肋吊装中的扣索索力计算

采用有限元计算与优化分析相结合的方法对扣索索力进行逆向求解.索力的计算以拱肋各标高控制点的高程偏差平方和最小为优化目标,以拱肋的内力及各个控制点的标高偏差为状态变量,采用一阶分析法对设计变量扣索索力值进行迭代优化.基于ANSYS软件的结构分析功能和优化功能,应用此方法对一座钢管混凝土拱桥拱肋的悬拼吊装中的索力进行了计算.结果表明,该方法计算精度高,线形控制效果好.     

大跨度钢管混凝土拱桥施工控制预测算法

目的 为使斜拉扣挂法吊装施工的大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱肋在合拢前满足要求.方法 采用最优化理论对扣索初张力和预抬高值进行预测求解,在安装第一个钢管拱肋节段时,把合拢段除外的其余所有梁段有限元模型一次生成,以考虑节段间转角连续引起的刚体位移.施工控制的目标为合拢前各钢管拱肋节段高程控制点的标高误差满足要求,采用一阶分析法对节段安装预抬高值进行正装迭代优化求解.结果 在一上承式钢管混凝土拱桥施工控制的实际应用结果表明该方法计算简便,可准确地给出各个施工节段得扣索初张力和预抬高预测值.结论 利用一次生成模型法进行拱肋吊装迭代优化计算,能方便的考虑拱肋节段转角引起的刚体位移,可较准确地给出满足要求的施工控制预测值.     

大跨径钢管混凝土拱桥缆索吊装非线性分析

建立了大跨径拱桥吊装的空间有限元模型，采用随动坐标迭代法，计入几何非线性的影响因素,基于优化理论，建立了缆索吊装扣索力的优化数凄模型；采用前进分析方法，对大跨径钢管混凝土拱桥吊装施工过程进行分析。以某主跨368m钢管混凝土拱桥为工程算例，验证了文中方法的有效性。计算结果表明，考虑几何非线性影响后，计算得到的吊装控制点偏差值小，计算精度高。     

基于MOPSO算法的斜拉桥索力优化分析

针对斜拉桥设计和监控计算中合理成桥状态和施工状态索力的确定问题,提出了一种基于MOPSO算法的斜拉桥索力优化方法。该方法在PSO算法的基础上通过增加外部储备集和优化更新策略来适应多目标、多约束的索力优化,较单目标优化方法仅有单一解的局限性,MOPSO算法考虑因素更全面,得到的Pareto最优解集可供决策者根据经验进一步筛选。采用Python编程语言,联合有限元软件编写基于该方法的优化程序,选取主塔、主梁的弯曲应变能之和,主塔成桥后在恒载作用下的纵桥向位移平方和作为目标函数,以施工过程及成桥后结构处于安全状态和索力总体分布均匀作为约束条件。工程算例优化结果表明,该方法能够快速搜寻到Pareto最优解集,并从中筛选出最优解,其结构应力处于安全范围,主塔线形合理,索力总体分布均匀。该方法可应用于斜拉桥成桥和施工阶段索力的确定及梁拱组合体系桥梁吊杆索力的确定。     

大跨度钢管砼拱桥拱肋预制与吊装的线形控制

钢管拱桥拱肋线形控制是全桥质量保证的重点之一,关系到全桥受力状态和使用寿命.以太平湖大桥为工程实例,首先阐述了拱肋在加工过程中的线形控制,对钢板下料、节段预拼以及焊接等方面的线形控制进行了简要的介绍;同时对吊装过程中的线形控制进行了深入的研究,在理论分析及现场测试基础上,根据控制测量原理及技术要求,动态调整扣索索力,可以保证拱的安装线形符合设计要求;最后分析了在拱肋吊装过程中,可能对拱轴线形产生影响的主要因素,如温度、塔架水平位移以及扣索张拉伸长量等等所造成的影响.工程实践表明,这种控制方法合理可行,实施方便,数据精度满足要求,达到了监测监控线形的目的.     

钢管拱吊装施工控制研究

秭归青干河大桥主桥系跨度256．0m中承式钢筋砼桁架无铰拱桥，钢筋拱吊装采用缆索吊机斜拉扣挂悬臂拼装法施工，。通过工程实例，介绍秭归青干河大桥钢筋拱吊装施工独特的施工方案与新型的施工控制方法及接头辅助临床临时连接，整体节段同时一次焊接合龙等施工新技术的应用及探讨。     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装中扣索调整仿真计算

讨论了拱肋吊装过程中扣索调整的计算问题,综合迭代模拟计算和扣索垂度修正等方法来模拟吊装计算中的扣索调整.实现了拱肋吊装预测计算中对扣索张拉操作的模拟,并给出了扣索调整计算的基本框架.通过工程实例验证了该方法可用于钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中,计算任意一个节段的扣索调整,最终可使拱肋线型满足设计精度要求.     

缆索吊装斜拉扣挂法在钢管混凝土拱桥施工中的应用

以浙江象山县三门口跨海大桥北门桥为例,重点介绍了可移动索鞍式缆索吊机的组成系统及无支架缆索吊装斜拉扣挂法的施工方法、施工工艺及拱肋线形控制技术,并指出了缆索吊装斜拉扣挂法较传统安装方法的改进之处．     

上承式拉索拱桥成桥索力优化研究

针对影响矩阵法和单位荷载法建立索力优化计算的数学模型,未考虑施调索力间相互作用的不足,提出了双影响矩阵法,并对其进行理论推导;该方法以拱肋弯曲应变能最小为优化目标建立数学模型,计算无迭代过程,可直接得到优化索力的精确值;并以1座200 m跨上承式拉索组合拱桥为例,采用3种不同的方法进行索力优化计算.结果表明:双影响矩阵法计算速度快、精度高.     

钢管混凝土拱桥随时间变化对吊杆索力的影响分析

以益阳市康富南路跨线桥为实例,对钢管混凝土拱桥中吊杆索力随时间变化进行了分析．对比施工成桥时测得的吊杆索力、成桥3aNlg管混凝土拱桥随时间变化时测得的吊杆索力与成桥6a后测得的吊杆索力,分析得出：吊杆内力变化与系梁和铜管中混凝土发生收缩徐变有较大关系．     

大跨径钢箱梁斜拉桥合理成桥索力的优化

依据影响矩阵调值原理,提出以结构整体弯矩最小为目标,关键节点的位移为约束条件的斜拉桥索力优化方法. 首先应用Midas/Civil 中“未知荷载系数”功能计算满足特定约束条件的最佳荷载系数, 并求出拉索初拉力. 然后将系数矩阵与弯矩信息导入Excel中,定义目标函数与约束条件,求出初步优化索力,最后将所得初步索力重新代入Midas/Civil模型中,进行局部微调得最终优化索力. 将此方法用于某斜拉桥方案分析,结果表明,优化前后,主梁弯矩减小36%,主塔弯矩减小70%,主梁竖向最大位移减小51%,主塔水平最大位移减小74%,且索力分布均匀,线形更为平顺.     

永和大桥钢管拱肋节段吊装施工控制

结合南宁市永和大桥的施工过程，主要介绍了该次钢管拱肋吊装施工技术的要点。该次钢管拱肋吊装采用的一些关键性施工技术成功地解决了实际施工过程中的一系列难题，是对我国钢管混凝土拱桥的缆索吊机斜拉扣挂悬臂拼装施工方法的进一步完善，对今后同类桥梁的施工，具有很好的参考价值。     

确定斜拉桥施工张拉力的影响矩阵法

斜拉桥是由塔、梁、索三种基本构件组成的缆索承重结构,拉索具有可调性.设计斜拉桥时,一般先对其成桥状态进行索力优化,得到设计索力,再根据施工方案确定拉索在施工阶段的张拉力,这种张拉力将保证斜拉桥在成桥时实现设计索力,称为施工张拉力.文章在充分讨论现有算法的基础上,导出了确定斜拉索施工张拉力的影响矩阵法,同时给出了计入砼徐变、收缩、结构几何非线性影响,求解施工张拉力的迭代方法.该方法可以彻底取代传统施工张拉力的计算方法.     

钢管混凝土拱桥施工线形控制

在钢管混凝土组合拱桥施工过程中,为了保证钢管混凝土拱桥成桥后结构的线形和强度要求,根据控制测量原理及技术要求,采用控制结构的受力与变形的方法对拱肋线形进行控制.舟山市新城大桥的工程实践表明,该方法运用恰当,施工方便,数据精度满足工程要求.     

灰色理论在钢管混凝土拱桥施工控制中的应用

将灰色系统理论首次应用于大跨度钢管混凝土拱桥钢管拱肋吊装施工时扣索索力的预测中,通过采用已张拉扣索索力实测值与计算值的比值作为原始数据来建立灰色预测系统,使用GM(1,1)模型求解参数向量及原始序列的拟合序列,根据均方差比值和小误差概率评定模型精度,从而给出后一节段的扣索索力预测值.结合一座大跨度钢管混凝土拱桥的施工实际,介绍了该系统的基本原理和具体实施步骤,计算结果表明该方法满足工程要求,可供同类型工程参考.     

确定斜拉桥施工张拉力的影响矩阵法

斜拉桥是由塔、梁、索三种基本构件组成的缆索承重结构,拉索具有可调性。设计斜拉桥时,一般先对其成桥状态进行索力优化,得到设计索力,再根据施工方案确定拉索在施工阶段的张拉力,这种张拉力将保证斜拉桥在成桥时实现设计索力,称为施工张拉力。文章在充分讨论现有算法的基础上,导出了确定斜拉索施工张拉力的影响矩阵法,同时给出了计入砼徐变、收缩、结构几何非线性影响,求解施工张拉力的迭代方法。该方法可以彻底取代传统施工张拉力的计算方法。     

斜靠式拱桥施工阶段静力性能分析

采用空间有限元方法建立平顶山市城东河路湛河斜靠式拱桥施工阶段受力分析的空间有限元计算模型,通过对拱肋的浇筑以及拱架卸架过程中的内力和位移、吊杆张拉顺序的计算,给出了各施工阶段桥梁构件应力和位移、吊杆索力等随施工阶段变化的规律:拱肋主要承受压力,弯矩较小;由于系杆梁预应力的作用,系杆梁全跨受压;吊杆索力分布比较均匀,对桥面系的线形控制作用比较明显;各混凝土构件总体处于受压状态,桥梁设计最大压应力小于材料容许应力,具有较大安全储备,桥梁的变形均在设计规范规定范围之内,表明该桥梁施工方案合理.计算结果已为该桥的施工监控提供参考.     

大跨度钢管混凝土双肋拱桥的设计与施工

从设计、施工以及养护诸方面探讨了大跨径钢管混凝土拱桥建设中需注意的问题.设计方面包括拱轴线的选择、拱脚段过大负弯矩的处理、横撑设置与稳定性、桥道系的选择等;施工养护方面包括钢管焊接、分段与接头、缆索吊装与斜拉扣挂、泵送混凝土与灌注次序、施工控制与检测、防腐与换索等.     

基于优化索力的斜拉桥索力状态评估研究

在恒载索力优化模型基础上，以荷载组合作用下的弯矩包络图正负绝对值相等时的恒载弯矩分布作为优化目标，通过约束主梁线形及索力不均匀系数，最终确定斜拉桥的合理恒载索力.建立了斜拉桥索力状态评估模型，并以优化的恒载索力为索力评估的基准值，引入索力上下限以及斜率关联度，利用层次分析法和变权综合原理，根据一组实测数据对索力性能进行评估.计算结果表明，实测索力与标准索力之间具有较高的关联度，随着均衡系数α的减小，索力评估结果是一个退化的过程.