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第2期（总第298期）城市道桥与防洪

2024年2月URBANROADSBRIDGESFLOODCONTROL桥梁结构

D01:10.16799/j.cnki.csdqyfh.2024.02.015

基于Midas有限元分析的大跨斜拉桥成桥索力优化

杨辉

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710075）

摘要：为了深化对大跨斜拉桥成桥索力优化问题的认识，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则，阐述各类方法

的求解思路与优化过程。大跨斜拉桥成桥索力优化，仅靠一种方法完成索力优化是不够精确的。通过论述斜拉桥

合理成桥状态的基本原则，介绍了常用的几种成桥索力优化方法。首先选择最小弯曲能法获得初始索力，并使用

影响矩阵法进行二次优化，对成桥索力状态进行叙述。基于大型有限元软件MidasCivil建立斜拉桥模型，以合理

成桥状态为控制目标，对背景桥梁成桥索力进行优化。

关键词：索力优化；影响矩阵；二次优化；控制目标

中图分类号：U448.27文献标志码：B文章编号：1009-7716(2024)02-0062-05

1工程概况

本文以浙江某斜拉桥的结构参数进行研究，该

桥为一座双塔双索面的半飘浮体系斜拉桥，主桥全

长908m，跨径布置为70m+160m+448m+160m+

图2全桥有限元模型

70m的五跨连续结构，边中跨比0.51，两端分别设

3成桥索力优化过程

有一个辅助墩和一个过渡墩。主梁为高3.5m的扁

平钢箱梁，桥面宽37.1m。索塔为高178.8m的钢筋3.1最小弯曲能法确定初始索力

混凝土结构，索塔横梁以上为三角形，而横梁以下的最小弯曲能法能够反映抗弯刚度对弯矩的权效

塔柱内收，整个索塔呈“钻石”形状，具有较好的整体应，且其计算所得主梁和索塔弯矩均较小、索力分布

刚度和抗风稳定性。斜拉索与钢箱梁通过耳板连接，较为均匀,其只能考虑恒载作用下索力优化的特性十

与索塔通过整体钢锚箱连接，全桥共布置56对平行分符合背景斜拉桥在恒载作用下索力的初步优化。根

钢丝斜拉索。桥型布置如图1所示。据文献[I-4]研究表明，实际运用该方法的主要步骤是：

90800

700,160007000（1)建立斜拉桥全桥模型，斜拉索不施加初始索力，

4480016000

125013X1500225013X1500130013×1500

225013

2502250将模型中主梁和索塔的抗弯刚度缩小至原来的

1/105,使得桥梁在恒载作用下静力计算,获得一组索

力。（2)将主梁和索塔的抗弯刚度恢复为正常值,并

将上一步获得的索力作为初拉力施加在各个桁架单

元上，并将模型在恒载作用下进行计算，计算所得结

图1桥型布置（单位：cm）果即采用最小弯曲能法计算的初始索力。采用最小弯

曲能法计算所得索力如图3所示。下文中的索力结果

2有限元模型建立

中仅展示半桥单侧索力。

使用有限元软件MidasC