本文是一篇建筑施工与管理论文，本文在回顾总结已有研究中考虑缩徐变效应对无应力状态量的作用机理和影响规律所提出的无应力状态法加速迭代公式；最后基于无应力状态加速迭代法的基本原理对某独塔单索面斜拉桥进行了仿真分析，通过分析结果的对比验证了无应力状态加速迭代法的准确性和工程适用性。 通过全文的研究工作总结，本文具体研究内容和结论如下：(1)本文首先介绍了现阶段计算合理成桥和施工状态索力的方法，通过详细对比确定了各种方法的适用范围和适用条件；重点解释了无应力长度和无应力曲率法，并以无应力状态法为重点研究方法，阐述了其基本原理，根据方法特点说明了这种方法的计算过程。(2)在已有研究的基础上，深入归纳总结混凝土收缩徐变效应的作用机理，得出一些结论，发现收缩徐变效应改变了施工阶段构件的无应力状态量，随之使得结构的受力状态和内力等指标均发生了改变，从而导致结构的分阶段成桥索力与设计目标状态不一致。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 斜拉桥发展概述
斜拉桥是大跨度桥梁结构经常采用的形式之一，这种桥型起源于数百年前，但随着计算理论和施工手段的提高，这种桥梁形式得到了广泛应用，且呈现跨度越来越大的趋势。由于十九世纪初 Tweed 和 Salle 两座斜拉桥的倒塌，斜拉桥被认为并非理想结构形式以至于其长期没有被采用[1]。直到上世纪 40 年代末由于桥梁计算理论的发展才重新被大规模应用，且应用效果较好，斜拉桥兼具性能和美观，同时斜拉桥对于设计手段和施工方法有极高的要求，也一直是学者研究的重点，诸多研究成果的积累揭开了这种大跨度桥型发展的序幕[2-3]。
国外现代斜拉桥的发展历程，主要经过了以下三个阶段：
（1）自上世纪五十年代到六十年代，二战以后欧洲面临交通修复工作，促使以斜拉索为稀索、高塔桥梁结构体系的斜拉桥得到了快速发展。
（2）自上世纪七十年代到八十年代初期，随着电子计算机、结构计算分析技术以及新材料的发展，斜拉桥建设逐渐向密索体系方向发展。
1967 年德国波恩成功设计并建造了 Friedrich-Ebert 桥，桥梁的跨径为 280m，该桥采用单索面拉索布置形式，这种布置形式的优点是有效降低了拉索锚固区的应力集中，使每根拉索承受的索力较为均匀，便于桥梁分阶段施工，该桥也成为一个经典的斜拉桥，为后续桥梁的设计做出了典型示范；之后，在 1969 年德国又建造了主跨 320m 的 Knie桥，1971 建成了主跨 287m 的 Kurtschmacher 桥，这些斜拉桥的主跨跨径已经接近或达到 300m，且大部分位于德国。综上所述，德国对于斜拉桥的发展起了有利的推动作用，积累了大量的经验，并形成了完整的设计建造理论；1978 年美国建造了 P-K 桥，该桥属于密索体系，主梁采用预应力混凝土形式，跨径为 123.9m+299m+123.9m，成为第一座密索体系的预应力混凝土斜拉桥。并且这座桥首次采用了预制阶段拼装技术进行施工，创新了施工方式，进而对世界桥梁的建造具有重大的借鉴意义，该方法也逐步成为现代桥梁施工最常用的施工方法之一。
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1.2 国内外研究现状及综述
斜拉桥合理施工状态是通过施工计算方法确定的，施工计算方法在整个施工控制系统中起决定性作用[23-25]。从上世纪六十年代开始，国内外众多学者针对这一问题进行了一系列的研究，形成了多种方法体系确定斜拉桥合理成桥状态，本文根据已有文献研究成果，总结归纳了无应力状态加速迭代法。
1.2.1 国内外研究现状
在 1950 年，德国的桥梁设计师 F.Leonhardt[26]提出了一种确定斜拉桥施工阶段索力的方法，即倒装计算法，这种方法将合理的成桥状态作为初始状态，将施工阶段的顺序颠倒，按施工阶段逆向拆分计算，最终得到每个阶段的索力和结构受力情况。
在 1989 年杜国华、姜林[27]]提出采用能量最小原理来计算成桥索力，然后采用上述的倒拆法确定各阶段的索力，这种方法可以快速计算成桥和施工阶段索力，但也存在一些问题，仅仅考虑了斜拉索一次性张拉，未考虑斜拉桥材料非线性的影响。
在 1992 年范立础[28]]等在传统倒拆法的基础上，提出了一种改进的方法，这种方法也是采用倒拆的思想，不同的地方是引入增量迭代来考虑几何非线性的影响，每个阶段的荷载增量都是前一阶段通过增量迭代得来的，这种方法的计算精度有一定的提升，但仍然与正装过程存在一些差异。
同年，秦顺全、林国雄[29]]提出了一种全新的计算方法，即无应力状态控制法。这种方法的基本思想是通过迭代计算调整斜拉索无应力状态量逐步靠近合理成桥状态量。这种方法的思想是一种不同于倒拆法的思想，同一时期，国外也有学者提出类似的方法。钟万勰[36] 在 1992 年提出的“不变形预张力”概念与上述方法的思想也有类似的部分。西南交通大学李乔、卜一之[30]]等通过对苏通大桥施工过程的监测，第一次提出了施工控制要包含构件的制造控制，从而使得桥梁全过程施工都得到有效的控制，并给出了几何控制法的概念。这种理念的基本原理是构件的制造包含在桥梁施工控制过程中，在施工前，根据设计的方案计算出拉索的无应力尺寸，在拉索制造的过程中识别构件的尺寸，并严格控制构件的其他参数指标，在施工的过程中，严密监测构件尺寸、内力状态等，最终达到设计的线形和最优的受力状态，这种方法最本质的思想就是将无应力状态控制法的使用范围扩展到构件的制造过程中。在 1995 年，毛昌时、杜国华[31]等考虑了混凝土的徐变效应，并编制了一套完整的计算机分析软件，采用倒拆法的计算软件，由于考虑了徐变效应，使得计算精度大为提高，软件也为计算提供了有效的手段。
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第 2 章 斜拉桥合理施工状态确定方法
2.1 引言
大跨度斜拉桥的建设通常采用分阶段吊装施工的方法，而结构施工质量的优劣直接决定桥梁最终受力性能和运营效率。对于斜拉桥而言，施工阶段和成桥状态的索力都需要准确计算，两者相互影响，都与桥梁的质量和安全密切相关，在实际计算和应用中，一般将索力调整为成桥状态索力的和施工阶段索力是分开进行的。
斜拉桥属于复杂的超静定结构，受力较为复杂，由于存在多组拉索，且拉索施工时需要预先施加一定的张拉力，索力之间相互影响，对结构受力和线形都有影响，且对于超静定结构而言，在相同的荷载和边界条件下，会出现多种可能的应力状态和桥梁线形，综合以上两个因素，斜拉桥在不同索力情况下，受力状态是不同的，但会存在一组合理的索力使结构的性能达到最优，即为合理成桥状态。斜拉桥索力不同对主梁以及主塔的受力性能影响较大，不同索力组合对应不同的受力状态，因此，为使桥梁达到合理成桥状态，必须通过主梁和主塔的受力性能来判断，即主梁主塔受力性能最优时对应的索力值，这个过程是斜拉桥设计中最为关键的问题之一。最合理状态的确定其实就是一个在考虑非线性效应下的最优化问题，索力调整过程也就是优化过程，寻找最优解的数学问题。斜拉桥结构较为复杂，影响斜拉桥受力性能的因素和参数很多，导致斜拉桥在最优状态的确定原则有所不同，最优状态也有多种，即采用不同目标时，优化得到的最优状态也不同。
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2.2 斜拉桥合理成桥状态
斜拉桥合理成桥状态是指在结构拥有最优受力性能下所对应结构的应力水平和位移线形。所谓受力状态主要是指斜拉索、主梁、主塔以及桥墩桥台等结构物受力情况，当桥梁体系一旦确定之后，结构的受力主要受荷载、索力和边界条件影响。位移状态主要通过桥梁的实测标高来反映，包括主要构件的位移变形标高，并且要考虑设置的预拱度对标高的影响。斜拉桥合理成桥状态主要是人为确定最优状态的准则，一般是通过调整索力使各构件达到最优受力状态[53-55]。
2.2.1 斜拉桥合理成桥状态确定原则
在确定斜拉桥合理成桥状态中，控制目标的选择要考虑以下四个主要因素[55]：
(1) 斜拉桥索力
斜拉索的性能控制有两项最重要的指标，最大设计索力及由于克服垂度效应的最小索力。同时，为了使斜拉索不因受力过大而造成断裂，也不因受力较小，不能充分发挥作用，索力分布应该较为均匀受力，实际中，不可能保证索力完全一致，会呈现长拉索索力大、短拉索索力较小的现象，但至少保持在一个数量级；对于具有特殊构造，例如边跨最长的尾索和中跨合拢段处的尾索，索力一般较大，但在设计时应避免过大的现象发生。
(2) 主梁内力
主梁内力是显示斜拉桥调索是否成功的判断依据，也是受力性能最直接的反应指标，应该进行严格的控制和监测。拉索对主梁结构的多点弹性支撑功能使拉索索力大小决定了主梁弯矩取值，同时主梁内力值与整个结构的安全性密不可分。因此，在斜拉桥成桥目标状态下，如何使主梁弯矩、应力等内力状态在结构恒载作用下分布均匀且合理，成为成桥状态的控制目标。
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第 3 章 无应力状态法基本原理 ................................... 20
3.1 引言 ................................. 20
3.2 无应力状态量 .............................. 20
第 4 章 考虑混凝土收缩徐变效应的无应力状态加速迭代法研究 ....... 27
4.1 引言 .................................. 27
4.2
