[发明专利]用于拱桥施工调载的多目标控制指标及扣索参数确定方法

权利要求书

1.用于拱桥施工调载的多目标控制指标及扣索参数确定方法，其特征在于：

1)建立多目标控制指标；

利用有限元方法模拟管内混凝土灌注全过程，确定钢管初应力和混凝土拉应力最危险位置，并计算得到拱顶上挠量最大值z_max与限值[z]的比值k_1max、钢管初应力度最大值β_max与限值[β]的比值k_2max、混凝土拉应力最大值σ_tmax与拉应力[σ_t]的比值k_3max，根据三者的比值计算权重，拱顶上挠量的权重α₁、钢管初应力的权重α₂、混凝土拉应力的权重α₃分别为：

多目标控制指标为：

ω＝k₁α₁+k₂α₂+k₃α₃ (4)

其中，拱顶上挠量记为z，z与限值[z]的比值记为k₁，

钢管初应力度β与限值[β]的比值记为k₂，

混凝土拉应力σ_t与拉应力限值[σ_t]的比值记为k₃；

多目标控制指标的最大值ω_max为：

ω_max＝k_1maxα₁+k_2maxα₂+k_3maxα₃ (5)

2)根据静力法影响线原理，确定扣索预留位置；

在有限元模拟中对单幅拱肋一岸划分多个节段数并设置扣索，对相应扣索进行编号；根据静力法影响线原理对依次对单个扣索增大单位力，并计算得到拱顶上挠量、最危险截面钢管初应力度、最危险截面混凝土拉应力并代入式(4)中计算得到对应扣索的多目标控制指标；重复上述操作，根据多目标控制指标绝对值最大值得到影响多目标控制指标最大的扣索及对应编号、以及影响程度Δω；确定不同编号扣索所能够承受的最大荷载记为N_max，单位为kN；预留不同扣索对多目标控制指标的最大调整量，即为Δω_i·N_max；

3)多目标控制的扣索张拉量计算；

在实际管内混凝土灌注过程中，根据实测值代入式(4)能够求得多目标控制指标ω的实测数值，结合扣索力的影响程度Δω，就能够得出需求的扣索力为ω/Δω，根据扣索力的大小确定扣索的张拉量。

2.根据权利要求1所述的用于拱桥施工调载的多目标控制指标及扣索参数确定方法,其特征在于：实际混凝土灌注过程中，拱顶上挠量z根据北斗定位系统GNSS进行测试得到。

3.根据权利要求1所述的用于拱桥施工调载的多目标控制指标及扣索参数确定方法,其特征在于：实际混凝土灌注过程中，钢管初应力度β采用表面应变计测试，根据应变测试结果换算为应力测试结果，并结合钢管屈服强度计算得到。

4.根据权利要求1所述的用于拱桥施工调载的多目标控制指标及扣索参数确定方法,其特征在于：实际混凝土灌注过程中，混凝土拉应力σ_t采用内埋式应变计测试得到。

5.根据权利要求1所述的用于拱桥施工调载的多目标控制指标及扣索参数确定方法,其特征在于：单幅拱肋一岸节段数记为n个，对应的扣索编号分别为1#、2#、…、n#，依次将1#～n#扣索增大单位力，提取拱顶上挠量z、最危险截面钢管初应力度β和最危险截面混凝土拉应力σ_t代入式(4)，计算多目标控制指标，得到不同扣索对应的多目标控制指标结果ω₁～ω_n；ω₁～ω_n中绝对值最大的为影响程度Δω。