[发明专利]一种斜拉桥桥塔索塔锚固区环向预应力钢束优化配置方法

摘要

一种斜拉桥桥塔索塔锚固区环向预应力钢束优化配置方法，以有效加快设计速度和实现精准设计，使结构受力更加合理，并节省混凝土及预应力钢束材料用量，从而有利于降低工程造价。包括如下步骤：①截取一定厚度的桥塔建立平面有限元模型，根据该有限元模型得到钢束单位面积以及斜拉索单位索力对桥塔产生的应力，从而得到应力系数矩阵；②根据叠加原理，建立最优化数学模型和最优化方程；③求解最优化方程，得到环向预应力钢束面积。

主权项

1.一种斜拉桥桥塔环向预应力优化配置方法，包括如下步骤：①截取一定厚度的桥塔建立平面有限元模型，根据该有限元模型得到单位面积钢束以及斜拉索单位索力对桥塔产生的应力，从而得到应力系数矩阵；②根据叠加原理，建立最优化数学模型和最优化方程,即：设同一根拉索处有n根预应力钢束，若每根预应力钢束的面积为单位面积，产生的正面内侧和外侧正应力为σ_zni、σ_zwi(i＝1,2,...,n)，侧面内侧和外侧应力为σ_cni、σ_cwi(i＝1,2,...,n)，正面内、外侧以及侧面内、外侧的正应力为σ_zn、σ_zw、σ_cn、σ_cw，单位索力对正面内外侧，侧面内外侧产生的应力为σ_fzn、σ_fzw、σ_fcn、σ_fcw，假设任一种配束方案中钢束面积及荷载分别为a_i(i＝1,2,...,n),f；根据叠加原理，施工阶段的桥塔应力为：主力工况下桥塔应力为：建立最优化方程，设施工阶段内侧、外侧正应力分别小于[σ_sn],[σ_sw]，主力工况下内侧、外侧正应力分别小于[σ_zn],[σ_zw]，则：目标函数min obj＝(σ_zn‑σ_zw)²+(σ_cn‑σ_cw)²约束条件其中，其他条件可以根据工程上的需要任意设置；③求解最优化方程，得到环向预应力钢束面积。