一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法与流程

本申请涉及桥梁维修养护施工领域，特别涉及一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法。

背景技术：

1、目前斜拉索更换施工中通常采用保持现状的等代更换原则，主要有等代索力替换和等代无应力长度替换的方法，这种做法虽然可以控制施工安全，但是在混凝土斜拉桥中收缩徐变的影响客观存在着，使用多年后，混凝土主梁线形存在下挠明显、斜拉索索力变化大、影响桥梁结构安全和行车舒适性的问题，如果斜拉索更换仅仅采用等代替换原则，并没有对更换后的结构进行优化调整，不能达到通过斜拉索更换改善结构受力、提高结构安全的目的。

技术实现思路

1、本申请提供一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法，可以解决相关技术中斜拉索更换仅仅采用等代替换原则，并没有对更换后的结构进行优化调整，不能达到通过斜拉索更换改善结构受力、提高结构安全的目的的问题。

2、本申请实施例提供一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其包括：基于三塔斜拉桥原设计图纸资料，构建第一有限元模型；对第一有限元模型进行全桥调索，以获得第二有限元模型；基于第二有限元模型与第一有限元模型，获取全桥斜拉索索力变化量[δf]；基于斜拉索更换前的初始启动索力值[f0]、全桥斜拉索索力变化量[δf]，获取斜拉索更换后的目标状态索力值；更换斜拉索，并将斜拉索张拉至目标状态索力值。

3、一些实施例中，对第一有限元模型进行全桥调索，以获得第二有限元模型，具体包括：对第一有限元模型，采用影响矩阵法进行全桥调索，达到塔直梁平的索力优化目标，以得到第二有限元模型。

4、一些实施例中，基于第二有限元模型与第一有限元模型，获取全桥斜拉索索力变化量[δf]，具体包括：将第二有限元模型与第一有限元模型中对应的斜拉索索力进行作差，以得到全桥斜拉索索力变化量[δf]。

5、一些实施例中，基于初始启动索力值[f0]、全桥斜拉索索力变化量[δf]，获取斜拉索更换后的目标状态索力值，具体包括：对初始启动索力值[f0]与全桥斜拉索索力变化量[δf]进行加和，以获得斜拉索更换后的目标状态索力值。

6、一些实施例中，所述方法还包括：基于第二有限元模型与第一有限元模型，获取目标状态主梁位移变化量[δz]；将斜拉索张拉至目标状态索力值后，所述方法还包括：获取斜拉索更换前后主梁位移变化量[δd]；将斜拉索更换前后主梁位移变化量[δd]与目标状态主梁位移变化量[δz]作差，并与设定工程容许误差[δe]进行比对；若满足设定工程容许误差[δe]，则结束；否则，获取所述目标状态索力值的调整增量[δtf]，并对斜拉索继续张拉所述调整增量[δtf]。

7、一些实施例中，获取所述目标状态索力值的调整增量[δtf]，具体包括：基于第二有限元模型与第一有限元模型，获取斜拉索无应力长度变化量[δl]；获取斜拉索张拉至目标状态索力值后，斜拉索的张拉端锚头拔出量[δb]；基于全桥斜拉索索力变化量[δf]、斜拉索的张拉端锚头拔出量[δb]、斜拉索无应力长度变化量[δl]、斜拉索更换前后主梁位移变化量[δd]和目标状态主梁位移变化量[δz]，获得调整增量[δtf]。

8、一些实施例中，[δtf]＝([δf]/[δb])×[δl]×([δz]-[δd])/[δz]。

9、一些实施例中，将斜拉索张拉至目标状态索力值，具体包括：先采用千斤顶等值法张拉到初始启动索力值[f0]；再通过整体张拉工艺张拉到目标状态索力值[f0]+[δf]。

10、一些实施例中，更换斜拉索，具体包括：采用如下规则进行更换斜拉索：规则1：对三个主塔同时施工更换斜拉索，且每次都同时更换一根斜拉索；规则2：中塔的更换顺序为：先短索后长索；两个边塔的更换顺序为：先长索后短索更换顺序。

11、一些实施例中，在对第一有限元模型进行全桥调索之前，所述方法还包括：对第一有限元模型进行修正。

12、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

13、本申请实施例提供了一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法，考虑到了三塔斜拉桥使用过程中的结构变化，并通过建立第一有限元模型和第二有限元模型，重新优化斜拉索索力和调整主梁线形，明确了斜拉索更换后的目标状态索力值，确保了施工控制质量。

技术特征：

1.一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

4.如权利要求1所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

5.如权利要求4所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

6.如权利要求5所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

7.如权利要求6所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

8.如权利要求4所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：

10.如权利要求1所述的三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其特征在于：在对第一有限元模型进行全桥调索之前，所述方法还包括：

技术总结本申请涉及一种三塔斜拉桥斜拉索更换方法，其包括：基于三塔斜拉桥原设计图纸资料，构建第一有限元模型；对第一有限元模型进行全桥调索，以获得第二有限元模型；基于第二有限元模型与第一有限元模型，获取全桥斜拉索索力变化量[ΔF]；基于斜拉索更换前的初始启动索力值[F0]、全桥斜拉索索力变化量[ΔF]，获取斜拉索更换后的目标状态索力值；更换斜拉索，并将斜拉索张拉至目标状态索力值。本发明中，考虑到了三塔斜拉桥使用过程中的结构变化，并通过建立第一有限元模型和第二有限元模型，重新优化斜拉索索力和调整主梁线形，明确了斜拉索更换后的目标状态索力值，确保了施工控制质量。技术研发人员：苗润池,周昌栋,李先金,代明净,王碧波,陈德柱,李奇,李知强,何东升,董宇,李浪,袁得铮受保护的技术使用者：中铁大桥勘测设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1