开口拱塔斜拉桥空间布置拉索优化设计

摘要

某跨高速公路斜拉桥主塔为空间弧形变截面结构,拉索采用带螺纹的套筒连接.为研究这种开口拱塔斜拉桥拉索的布置及设计,首先根据该桥的受力特点,选取索力、控制截面弯矩及塔顶横桥向位移为约束条件,以主梁、主塔的应变能最小为目标,建立二次规划模型;然后采用多约束条件下的最小能量法,在同样的目标下对不同布置形式的拉索进行成桥恒载索力优化;最后基于优化后的索力,对拉索的布置形式进行对比分析,选取优化后的布置形式进行了拉索的设计.分析结果表明:拉索不同布置形式下的塔顶横向位移相差不大;网状布置可以减小拉索的活载应力幅,节省材料用量;拉索设计需考虑螺纹连接处的应力集中现象.