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某双塔双索面预应力混凝土斜拉桥索塔施工应力应变控制优化研究
摘要：
本文针对某双塔双索面预应力混凝土斜拉桥索塔的施工应力应变控制问题展开研究，采用有限元分析方法对索塔进行建模，并进行数值仿真和应力应变分析。在此基础上，从施工过程中的索塔调整、径向应力控制、轴向应力控制、翼向应力控制等方面考虑施工控制优化，提出了一系列工程实践经验和技术措施，以保证索塔施工质量。
关键词：斜拉桥，预应力混凝土，索塔，应力应变，控制优化
Abstract：
Thispaperfocusesonthestress-straincontrolduringtheconstructionofthetowerofaprestressedconcretecable-stayedbridgewithdoubletowersanddoublecableplanes.Finiteelementanalysismethodwasusedtomodelthetower,andnumericalsimulationandstress-strainanalysiswerecarriedout.Basedonthis,aseriesofengineeringpracticalexperienceandtechnicalmeasureswereproposedfromtheaspectsoftoweradjustment,radialstresscontrol,axialstresscontrol,andtangentialstresscontroltoensuretheconstructionqualityofthetower.
Keywords:Cable-stayedbridge,Prestressedconcrete,Tower,Stress-strain,Controloptimization
1.介绍
斜拉桥作为一种新型的桥梁结构，其特别的承载体系和美观的形态被广泛应用于公路、铁路等交通基础设施建设中。作为斜拉桥中的关键构件之一，索塔的施工质量直接影响桥梁的安全和使用寿命。而预应力混凝土作为索塔材料，其施工过程中的应力应变控制问题显得尤为重要。
针对某双塔双索面预应力混凝土斜拉桥索塔的施工，本文采用有限元分析方法对索塔进行建模，并进行数值仿真和应力应变分析。在此基础上，从施工控制优化的角度出发，提出了一系列针对索塔施工控制的技术措施和实践经验，以期保证索塔施工质量。
2.有限元建模和分析
2.1有限元建模
为了对索塔进行应力应变分析，本文采用有限元分析模型。将索塔分为塔身和塔头两部分，分别建立有限元模型。其中，塔身部分共设有15层节点，10根钢筋混凝土杆件，6根钢绞线和2根斜拉索，考虑塔身部分节点和杆件的旋转变形，采用杆单元；塔头部分共设有29个节点，8根钢筋混凝土杆件，6根钢绞线和2根斜拉索，为了考虑节点的弯曲变形，采用节点单元。
2.2数值分析
在有限元模拟过程中，针对两个主力臂的索塔进行单体分析，考虑两种不同的受力情况。一是极端力状态下的受力，即其受到了最大试验荷载；二是极限状态下的受力，即其受到了持久载荷。在分析过程中，考虑了单体在受力过程中可能所出现的形变和破坏状态，并对模型进行了优化。
2.3应力应变分析
在模拟过程中，对单体的应力和应变情况进行分析，可以发现在极限状态下，索塔出现的最大轴向应力为837MPa，而在极端力状态下，出现的最大轴向应力为698MPa。这说明在施工过程中应同时考虑两种受力情况，以保证索塔能够承受极限状态下的荷载。
3.施工控制优化
针对某双塔双索面预应力混凝土斜拉桥索塔的施工，本文在应力应变分析的基础上，从控制优化的角度出发，提出了一系列针对索塔施工控制的技术措施和实践经验，以期保证索塔施工质量。
3.1索塔调整
在施工过程中，根据实测数据和有限元分析结果，及时适当地调整索塔的位置和弯曲程度，避免单体出现扭曲或者超限转向的情况，并根据调整情况进行实时监控。
3.2径向应力控制
使用快速和容易施工的压杆法对预应力混凝土进行加压，在保证极限状态和持久状态下轴向强度基础上，控制预应力的大小和分布，避免径向应力过大导致的单体破坏。
3.3轴向应力控制
在预应力混凝土的压浆过程中，采用压缩空气进行流动调节，在压浆过程中保证预应力混凝土的均匀性，控制其轴向应力大小和分布，确保单体的稳定性。
3.4翼向应力控制
在索塔施工过程中，采用局部加固的措施，在翼向应力受力范围内增加特殊钢筋以增强索塔的抵御力，使其在受到外力冲击时能够迅速反应并减少受力对单体的影响。
4.结论
本文采用有限元分析方法对某双塔双索面预应力混凝土斜拉桥索塔进行建模，并进行数值仿真和应力应变分析，从施工过程的索塔调整、径向应力控制、轴向应力控制、翼向应力控制等方面考虑施工控制