合理成桥索力优化算例

采用前文介绍的方法，以主梁的弯曲和拉压应变能为目标函数建立优化模型，将最优化理论应用到部分斜拉桥索力计算过程中，以结构内力和线形为控制条件，可以得到比较合理的成桥索力。

计算案例介绍

广西鹿寨县新胜大桥为（47+80+47）m双塔单索面部分斜拉桥，主梁宽29m，梁体为预应力混凝土箱梁结构，采用单箱四室截面，跨中梁高为2.5m，根部梁高为4.8m。桥塔为钢筋混凝土结构，外形为由双柱组成的倒V形结构，塔高16m，采用塔梁固结体系，斜拉索采用扇形布置，横向布置小间距双排斜拉索，拉索在梁上纵向水平间距6m，塔上竖直间距1.1~1.4m。

图1 总体布置图（单位：m）

索力分析结果

当限定主梁关键截面最大挠度为-0.05m，弯矩限值为±25000kN.m，主塔塔顶位移为0.02m，斜拉索索力范围1000~1500kN，通过优化计算得出假定一次成桥状态下成桥索力值，以及在优化计算后索力作用下的梁体弯矩情况。

表1 斜拉桥最终恒载索力

索号	初张力（KN)	恒载索力(KN)	索号	初张力（KN）	恒载索力(KN)
1	1310.6	1249.9	5	1121.0	1227.1
2	1270.2	1283.9	6	1112.0	1203.2
3	1217.6	1272.9	7	1125.1	1182.7
4	1174.9	1245.8	8	1157.6	1177.5

表2 全桥典型截面恒载弯矩（单位：kN.m）

截面位置	边跨跨中	近塔根截面	中跨跨中
弯矩值	22476	-15279	9681

图2 1/2主梁成桥恒载弯矩图（单位：KN.m）

从优化计算结果可见，成桥恒载索力分布比较均匀，成桥恒载弯矩也比较平滑。中墩支点处负弯矩较大，是因为桥塔结构在桥纵向为A型所导致，但弯矩值均处于主梁弯矩可行域范围内，主梁受力比较合理。

后记

本文采用的分析方法不仅适用于部分斜拉桥，对于其他类型斜拉桥也是适用的，后续我会应用其他的方法进行对比分析。