斜拉桥施工监控无应力状态控制法II.ppt

无应力状态控制法理论与实践一、概述

二、结构形成过程与最终状态的关系

三、斜拉桥无应力状态法

四、无应力状态法的应用一、概述最终状态：

全部恒载完成后的内力和线形必须考虑桥梁结构的实际施工过程。
节段施工的连续梁
如果施工方法和过程变更，最终状态的成桥内力和线形也会发生变化。

所以：“桥梁的施工形成过程与最终成桥结构的内力和位移状态紧密相关”？

顶推施工的连续梁（如果是混凝土结构，暂不考虑收缩徐变）成桥内力与一次落架施工连续梁的成桥内力是一致的！
与顶推施工过程是无关的！对于斜拉桥

设计时无法仔细考虑每一个施工过程：

1）施工阶段多，体系转换过程复杂
2）施工阶段的张拉调索
3）理想成桥状态的要求
所以
斜拉桥设计时仅以理想的恒载成桥状态
为基础，进行结构设计和运营阶段的各种验算。

设计阶段的后期进行安装计算。

１）施工过程结构安全性检算；
２）确定满足成桥目标状态要求的中间
施工过程的内力和线形（中间过程
理想状态）
常规方法：

倒拆法，正装试算法等倒拆法：

以成桥的目标状态为计算的起始点，按正装顺序的逆序进行倒拆计算，通过内力和位移数值的累加确定斜拉桥施工各中间阶段的内力和结构线形。

由于倒拆是一个虚拟的过程，倒拆计算完成后，需按倒拆计算确定的施工各阶段的斜拉索张力值进行正装计算，只有正装、倒拆闭合时，倒拆计算的结果才是可信的。
倒拆闭合的条件：
1）拆除单元无外荷载
2）支承边界条件正确
3）收缩徐变处理

考虑结构形成过程的收缩和徐变的影响，倒拆正装无法完全闭合！
倒拆法的缺点：

1）计算复杂；
2）数值的累加，概念不明确；
3）当某一步骤调整时，必须进行全
过程的倒拆正装计算。
正装试算法计算工作量大，对复杂的大跨度斜拉桥应用难度大，所以发展了一些改进的算法。

有无既简单，适应性又强的方法？无应力状态法：

二、结构形成过程与
最终状态的关系两种施工方法形成的最终结构
计算图式相同
外荷载也相同为什么？21由此可以看出：两种方法形成的最终结构内力状态的差异是由于最终结构的“卸载曲率”差异造成的。2325拆除集中荷载弯矩图283.A、Ｂ支点转动B点转动弯矩卸载后的残余曲率？

很容易核算，采取三种措施后，形成的最终结构的卸载曲率与一次形成结构是一致的！从对固端梁的讨论，可以看出：

不论结构形成过程如何。只要支承边界条件正确，最终荷载相同，结构的弹性曲线连续（卸载曲率相等），则结构最终的内力状态和变形状态与结构的形成过程无关。

结构卸载曲率—构件单元无应力曲率

顶推梁？
（在台座上形成结构，这时的无应力曲率和最终状态无应力曲率相等，所以最终成桥结构的内力和位移与一次落架相同）
研究连续梁的施工过程可以得出相同的结论！X=0.188考察一斜拉结构考虑安装过程：安装CD杆件38394041
杆减少与安装步骤5的内力迭加所以：

在保证结构构件单元无应力长度和无应力曲率的前提下，结构的最终内力和位移与结构的形成过程无关。也可理解为：

一定的外荷载、结构体系、支承边界条件、单元的无应力长度和无应力曲率组成的结构，必然唯一地对应一个结构的内力和位移．

三、斜拉桥无应力状态法无应力状态量

单元无应力长度：

结构体系内任意构件单元，受荷载
变形后单元两节点之间的几何距离就是单元有应力时的长度。”假设”卸除该单元的轴向力，单元轴向变形恢复，此时单元上两节点的几何距离定义为单元的无应力长度。斜拉索单元单元无应力曲率：

结构受荷载变形后单元上两节点的水平位移，竖向位移和转角可计算单元上任意截面的挠度曲线的曲率，这就是单元的有应力曲率，”假设”在此基础上卸除该单元的弯矩，单元的弯曲变形恢复，此时单元挠度曲线的曲率称之为构件单元的无应力曲率。
用计算实例来讨论斜拉桥施工安装过程中，荷载变化、体系变化、索力调整和收缩徐变等影响下结构的内力、位移和无应力状态量的变化规律。安装状态二安装状态三张拉斜拉索单元2－10和10－8，每索单元索力增加43.03kN。

调索

1.单元内力和节点位移发生变化
2.除2－10，10－8单元外，其余单元的无应力长度和无应力曲率不变
3.单元2－10，10－8的索力和无应力长度发生变化，索力
增量与其无应力长度的变化量存在一一对应的关系1.单元内力和节点位移发生变化

2.除计算混凝土收缩徐变的单元外，其余单元的无应力长度和无应力曲率不变依据前述的讨论可以得出如下结论：
结构构件单元的内力和节点位移随着结构的加载，体系转换和斜拉索的张拉而变化，而单元的无应力长度和无应力曲率不会发生改变。
斜拉索单元的无应力长度只有在调整自身索力时才会发生变化，而且索力和索长存在一一对应的关系；
结构内力和变形是一个计算量，不稳定量。

构件单元无应力状态量是一个结