预应力混凝土斜拉桥内力优化与加固教材教学课件.ppt

* 预应力混凝土斜拉桥内力优化与加固 二. 三. 一. 内容简介 工程背景 总结与展望 内力调整施工方案的实施 四. 五. 既有预应力混凝土斜拉桥内力调整的理论基础 观测方法的评价与调索后结构内力状态评估 预应力混凝土斜拉桥内力优化与加固 一 工程背景（续） 预应力混凝土斜拉桥内力调整的现状和工程实例 委内瑞拉马拉开波（Maracaibo）桥 英国的Wye桥 一 工程背景（续） 预应力混凝土斜拉桥内力调整的现状和工程实例 上海新五桥 广州海印桥 一 工程背景（续） 预应力混凝土斜拉桥内力调整的现状和工程实例 已有的调整理论过于复杂，不易操作。 当前该领域还需解决的问题： 采用的模型与实际结构不符，造成的误差； 缺乏对结构内力状态的一整套评估方法，以及是否进行内力调整的决策系统； 一 工程背景（续） 背景工程桥梁 上虞市人民大桥 一 工程背景（续） 上虞市人民大桥结构简图 新区（西） 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 背景工程桥梁 一 工程背景（续） 静载试验中，箱梁内裂缝有继续发展的趋势。 检测后发现人民大桥主要存在的问题： 结构形态与设计存在较大偏差； 与设计相比，拉索有卸载现象，而且卸载量不平衡； 背景工程桥梁 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 结构当前受力状态的确定与评估 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 1、已有的斜拉索索力优化方法： 指定受力状态的索力优化法 斜拉索索力的无约束优化法 斜拉索索力的有约束优化法 2、针对既有混凝土斜拉桥索力优化方法 针对桥梁设计 目标：通过调索使主梁上若干点标高满足设计要求 控制条件：实际内力逼进设计内力 解决思路：建立设计内力和调索后实际内力差值的余能表达式，以差值最小作控制条件求满足达到指定标高时索力增量，与原索力叠加得优化后的拉索索力 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 确定目标状态的原则： 使主梁、主塔内应力较小，且比较均匀 应力峰值应得到控制：控制正应力和主应力，满足规范要求 以当前实测索力变化较小为原则，尽量减小当前索力调整的工作量，避免对结构产生过大的扰动,并达到结构内力合理为目标 边墩支座反力得到控制 调整后结构内力满足承载能力的要求 桥面线形得到改善 为防止裂缝进一步开展，限制裂缝处应力 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 灵敏度分析：找到不同拉索对主梁内应力影响程度 选定如上图的几个关键点进行研究。同时了解索力变化对支座反力的影响 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 灵敏度分析结果： 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 恒载作用下主梁响应的可行域： 恒载作用下主梁正应力的可行域： 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 恒载作用下主梁响应(正应力)的可行域： 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 恒载作用下主梁响应(正应力)的可行域： 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 确定结构合理内力状态及所对应的拉索索力： 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 合理目标内力状态的确定 确定结构合理内力状态及所对应的桥面标高： 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 实现合理目标内力的施工分析 问题的理论解决： 斜拉桥是高次超静定结构，要达到相同的调整目标，施工中的拉索索力与调整顺序有关！ 现有的调整理论过于繁复，而且也有不合理的地方。 解决方法——拉索的目标索力确定，那么拉索长度改变量是一定的，索力增量也是一定的，与调整顺序无关。 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 实现合理目标内力的施工分析 调索施工方案的限制条件： 1 施工方案尽可能简单易行，通过一次调索就可达到目标，且调索顺序要便于施工； 2 由于受到现场施工条件的制约，不适合大吨位千斤顶工作，因此每步调索值要限制在千斤顶最大张拉吨位内 以上要求若不满足，须更改施工方案（如张拉顺序等），或改变目标索力值，然后重新计算，直到满足要求为止。 二 预应力混凝土斜拉桥内力优化调整的理论基础 （续） 实现合理目标内力的施工分析 不同拉索调整方案的比较： 方案A：从长索依次调整到短索 方案B：从短索依