山东协和学院 山东济南 250107
摘要：斜拉桥成桥受力状态包括成桥恒载内力状态和主梁线形状态，并且对于混凝土斜拉桥，由于混凝土收缩徐变的影响，成桥后相当长一段时间内恒载内力状态和主梁线形状态会随时间变化，通常认为5年后才能基本稳定。成桥恒载状态应以混凝土收缩徐变荃本完成后的稳定状态为准，但在变化阶段桥梁也应能满足使用要求。本文主要讨论了某斜拉桥成桥状态下的计算模型和计算理论的确定原则，以期能指导相关斜拉桥成桥阶段的模型建立及分析。
关键词：斜拉桥；成桥状态；模型分析
1 工程概况
某长江二桥位于重庆市丰都县城斜南溪附近，距上游已建丰都长江大桥约3.85km，南岸与丰都新县城迎宾大道连接，北岸在名山镇新城区新建文化街落地，并通过地方路网与省道丰垫路、丰忠路实现过境功能连接。工程包括主桥、引桥和南、北两岸引道，全长2146.1m。
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图1 桥梁概况图
2 合理成桥状态概述
斜拉桥的计算主要有两个方面的内容，合理成桥状态的计算和合理施工阶段的计算，成桥状态是施工完成后所要达到的目标状态，成桥状态合理斜拉桥的索力、主梁弯矩、主塔弯矩、主梁线形等因素都是合理的，桥梁结构安全且美观。某长江二桥结构图、典型断面图及桥塔示意图如下所示。
图 4 成桥状态计算有限元分析模型
3 合理成桥状态的计算
大跨度斜拉桥的建造采用分阶段逐步安装的施工方法，结构施工过程的好坏直接关系到结构最终成桥状态。为了方便设计与施工，通常将该工作分成斜拉桥合理成桥状态确定与合理施工状态确定两步进行。
3.1 合理成桥状态的确定原则
通常意义下的斜拉桥合理成桥受力状态的确定可以不考虑施工过程，以成桥状态的受力体系作为分析对象，获得斜拉桥结构在恒载作用下主梁的线形和拉索的相关特性索力、无应力索长等）合理成桥内力状态一般是人为指定的，通常做法是通过调整斜索索力值寻求结构最优受力状态。
合理成桥状态确定的基本原则包括以下几点：
1）塔直梁平：主梁各节点须要达到要求线形标高，主塔水平变位应在一定的限度内；
2）斜拉索的索应力尽量均匀，但对不同部位的拉索，可富有灵活性；
3）结构在恒载作用下，主梁弯矩值必须控制在合理范围内，主梁上、下缘应力值须满足规范要求；
4）边墩和辅助墩支撑反力在恒载状态下，富有足够的压力储备，最好在运营期间不出现负反力。
3.2 合理成桥状态计算理论
（一）刚性支撑连续梁法
把斜拉索提供的支撑视为刚性竖向支撑，按普通连续梁求出这些刚性支撑的反力，以此作为斜拉索索力的竖向分力。这种方法确定的索力可能跳跃性比较大，索力不均匀，但是主梁弯矩很小，对于不对称的结构塔的弯矩难以照顾，结果难以应用。
（二）零位移法
该方法通过合理选择索力使成桥状态结构在恒载作用下，索梁交点处的位移为零。这种方法由于受力原理与刚性支撑连续梁法类似，因此，结果也很一致，而此法由于计入和索的水平分力的影响，更为合理些。此方法对于不对称结构应用较难推广。
（三）最小弯曲能量法
该方法是以结构弯曲应变能作为目标函数，如不加任何约束条件，该法在应用时，可转变为作一次结构分析的问题，其中只要让梁、塔、索的轴向刚度取大数，梁和塔的弯曲刚度不变，把全部恒载加在结构上，所得的内力状态即为所求的内力状态。这样求出的结果一般弯矩均比较小，但是两端的索力不均匀，需要人为的做索力的局部调整。
（四）影响矩阵法
将斜拉桥中关心的截面内力、应力或位移作为受调向量{D}，以索力作为施调向量{X}，通过影响矩阵[A]建立受调向量与施调向量之间关系[A]* {X}={D}，这是一线性方程组，求解该线性方程组可得到施调向量的调整量{X}。但如果构造的是一个普通的线形方程组，往往求得到调整量是没有实际意义的。通常应增加一些不等式的约束构造一个线形规划模型。
（五）无应力索长迭代法
无应力索长迭代法是在丰都长江二桥计算过程中总结的一个全新方法，本文将重点介绍此方法，此方法求解的成桥状态和无应力状态施工控制方法紧密结合，且易于下一步施工控制计算。
参考文献：
[1]贺辉.基于正装迭代法的斜拉桥初始张拉索力计算[J].公路与汽运.2020.01（19）.