在斜拉桥设计中,可通过成桥阶段分析得到结构的一些必要数据、拉索的截面和张力等,除此之外斜拉桥还需要进行施工阶段分析。
根据施工方法的不同,斜拉桥的结构体系会发生显著的变化,施工中有可能产生比成桥阶段更不利的结果,所以斜拉桥的设计要做施工阶段分析。按施工的顺序进行分析的方法叫施工阶段的正装分析(Forward Analysis)。一般通过正装分析验算各个施工阶段的产生应力,检查施工方法的可行性,最终找出最佳的施工方法。
进行正装分析比较困难的是如何输入拉索的初始张拉力,为了得到初始张拉力值通常先进行倒拆分析,然后再利用求出的初始张拉力进行正装分析。
采用这种分析方法,工程师普遍会经历的困惑是:
1) 在进行正装分析时可以看出正装和倒拆的张力不闭合。
2) 因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异,导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。初始平衡状态分析(成桥阶段分析)时,同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响。但在正装分析时,合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形,合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。如上所述,结构体系的差异导致了初始平衡状态分析(成桥阶段分析)与正装分析的最终阶段的结果产生了差异。
产生上述张力不闭合的原因,大部分是因为工程师没有完全把握索的基本原理或没有适当的分析软件。实际上是不应该产生内力不闭合的,其理由如下:
1) 从理论上讲,在弹性范围内正装分析和倒拆分析在同一阶段的结果应该相同。
2) 如果在计算时考虑合拢段在合拢时的闭合力,就能够得出与初始平衡状态分析(成桥阶段分析)相同的结果。