多塔斜拉-悬吊协作体系合理成桥状态确定方法

摘要

基于悬索桥挠度理论和斜拉桥索力优化方法,针对斜拉-悬吊协作桥的合理成桥状态,提出有限元迭代优化方法。该算法以既定的合理成桥状态为目标,首先应用悬索桥解析公式和斜拉桥刚性支承连续梁法获得初始成桥状态,接着利用零位移法通过迭代计算获得结构目标线形,再以弯曲能量最小为目标,指定各种约束条件,利用ANSYS优化模块中的一阶优化方法进行求解,最终获得目标成桥状态,求解过程中考虑各种几何非线性效应。建立3～6塔主跨为1 400m斜拉-悬吊协作桥的有限元模型,利用参数化设计语言(APDL)编制算法程序,进行算例分析。结果表明:悬吊部分与斜拉部分相互影响较小;主梁恒载弯矩在斜拉悬吊结合处有峰值,其它部位分布均匀;索塔以轴压为主,塔根弯矩接近为零;微调斜拉索索力,对斜拉部分主梁弯矩影响显著,对其它部分内力影响不大。

关键词

桥梁工程 / 多塔斜拉-悬吊协作桥 / 索力优化 / 合理成桥状态 / 几何非线性