一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法技术

本发明专利技术涉及顶推法施工技术，具体是一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法。本发明专利技术解决了在顶推法施工中临时墩的受力安全难以得到充分保证的问题。一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.确定设计变量；b.确定目标函数；c.确定约束条件；d.根据设计变量、目标函数、约束条件建立优化数学模型，由此得到设计变量的可行域；e.在设计变量的可行域内找到能同时满足目标函数minF(X)和目标函数minJ(X)的解；f.根据设计变量的最优解分别对临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的张拉力、临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的张拉力进行优化设计。本发明专利技术适用于顶推法施工。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法
本专利技术涉及顶推法施工技术，具体是一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法。
技术介绍
顶推法施工是一种常见的桥梁施工方法。在顶推法施工中，为了减少顶推主梁的最大悬臂长度、降低悬臂状态时顶推主梁的负弯矩峰值，需要在相邻两个永久墩之间设置临时墩。作为顶推法施工最重要的临时结构之一，临时墩的受力安全与否决定了顶推法施工的成败。为了保证临时墩的受力安全，需要在临时墩与两个永久墩之间设置预拉钢索，并利用预拉钢索将临时墩受到的水平摩阻力分配至两个永久墩。然而，由于目前尚无一种对预拉钢索的张拉力进行优化设计的方法，使得临时墩受到的水平摩阻力难以实现最优分配，由此使得临时墩的受力安全难以得到充分保证，从而使得顶推法施工的成功率难以得到充分保证。基于此，有必要专利技术一种全新的优化设计方法，以解决在顶推法施工中临时墩的受力安全难以得到充分保证的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决在顶推法施工中临时墩的受力安全难以得到充分保证的问题，提供了一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.确定设计变量；所述设计变量表示为：X＝[F1、F2]T(1)；式中：F1表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的张拉力；F2表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的张拉力；b.确定目标函数；所述目标函数表示为：式中：F(X)表示临时墩受到的水平不平衡力；Fp表示临时墩受到的水平摩阻力；l1表示第一个永久墩的高度；E1表示第一个永久墩的弹性模量；I1表示第一个永久墩的截面惯性矩；l2表示临时墩的高度；E2表示临时墩的弹性模量；I2表示临时墩的截面惯性矩；l3表示第二个永久墩的高度；E3表示第二个永久墩的弹性模量；I3表示第二个永久墩的截面惯性矩；l4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的长度；E4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的弹性模量；A4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的截面面积；l5表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的长度；E5表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的弹性模量；A5表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的截面面积；c.确定约束条件；所述约束条件表示为：式中：Fm表示两个永久墩的容许最大水平不平衡力；Fn表示临时墩的容许最大水平不平衡力；d.根据设计变量、目标函数、约束条件建立优化数学模型，由此得到设计变量的可行域；所述优化数学模型表示为：e.在设计变量的可行域内找到能同时满足目标函数minF(X)和目标函数minJ(X)的解，该解即为设计变量的最优解；f.根据设计变量的最优解分别对临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的张拉力、临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的张拉力进行优化设计。本专利技术所述的一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法通过采用线性规划方法，实现了对预拉钢索的张拉力进行优化设计，由此使得临时墩受到的水平摩阻力实现了最优分配，从而充分保证了临时墩的受力安全，从而充分保证了顶推法施工的成功率。本专利技术有效解决了在顶推法施工中临时墩的受力安全难以得到充分保证的问题，适用于顶推法施工。附图说明图1是本专利技术中步骤e的示意图。具体实施方式一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法，该方法是采用如下步骤实现的：a.确定设计变量；所述设计变量表示为：X＝[F1、F2]T(1)；式中：F1表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的张拉力；F2表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的张拉力；b.确定目标函数；所述目标函数表示为：式中：F(X)表示临时墩受到的水平不平衡力；Fp表示临时墩受到的水平摩阻力；l1表示第一个永久墩的高度；E1表示第一个永久墩的弹性模量；I1表示第一个永久墩的截面惯性矩；l2表示临时墩的高度；E2表示临时墩的弹性模量；I2表示临时墩的截面惯性矩；l3表示第二个永久墩的高度；E3表示第二个永久墩的弹性模量；I3表示第二个永久墩的截面惯性矩；l4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的长度；E4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的弹性模量；A4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的截面面积；l5表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的长度；E5表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的弹性模量；A5表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的截面面积；c.确定约束条件；所述约束条件表示为：式中：Fm表示两个永久墩的容许最大水平不平衡力；Fn表示临时墩的容许最大水平不平衡力；d.根据设计变量、目标函数、约束条件建立优化数学模型，由此得到设计变量的可行域；所述优化数学模型表示为：e.在设计变量的可行域内找到能同时满足目标函数minF(X)和目标函数minJ(X)的解，该解即为设计变量的最优解；f.根据设计变量的最优解分别对临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的张拉力、临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的张拉力进行优化设计。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：a.确定设计变量；所述设计变量表示为：X＝[F1、F2]

【技术特征摘要】
1.一种应用于顶推法施工的预拉钢索张拉力优化设计方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：a.确定设计变量；所述设计变量表示为：X＝[F1、F2]T(1)；式中：F1表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的张拉力；F2表示临时墩与第二个永久墩之间的预拉钢索的张拉力；b.确定目标函数；所述目标函数表示为：式中：F(X)表示临时墩受到的水平不平衡力；Fp表示临时墩受到的水平摩阻力；l1表示第一个永久墩的高度；E1表示第一个永久墩的弹性模量；I1表示第一个永久墩的截面惯性矩；l2表示临时墩的高度；E2表示临时墩的弹性模量；I2表示临时墩的截面惯性矩；l3表示第二个永久墩的高度；E3表示第二个永久墩的弹性模量；I3表示第二个永久墩的截面惯性矩；l4表示临时墩与第一个永久墩之间的预拉钢索的长度；E4表示临时墩与第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金华，陈双庆，孙臣生，曹学卫，殷丽君，葛芸，周小年，袁飞，贾旭东，吴琼，党国兴，许涛，
申请(专利权)人：山西省交通规划勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14