钢筋混凝土拱桥在悬臂浇筑过程中,当拱圈截面上下缘拉应力超限时,会引起拱圈开裂,危及结构安全,因此控制拱圈截面上下缘拉应力尤为重要。为避免主拱圈开裂,常用的调控手段有:调整扣索索力值、适当提高混凝土标号、减小节段浇筑长度,改变塔跨比等。但是随着拱桥跨径的增大,这些措施都有一定的局限性,当传统方法无法满足要求时,是否可以通过配置预应力调控拱圈截面上下缘拉应力也是一个值得研究的问题。本文以索力和预应力为研究对象,以国家自然科学基金(基于多目标优化的悬浇施工混凝土拱桥构形与安全控制的理论与方法;编号51478049)工程背景—沙坨特大桥为依托,进行了以下研究:(1)以扣索“一次张拉到位”为基本研究思想,结合应力平衡法,引入最优化理论,以施工阶段拱圈截面顶底板拉应力平方和为目标函数,指定了相应的设计变量和状态变量,通过ANSYSAPDL建立拱圈参数化模型,基于ANSYS一阶优化模块,对施工阶段的扣索索力进行了优化调整;(2)在索力优化结果的基础上,提出在拱圈悬臂浇筑过程中,在截面截面顶板拉应力较大的位置配置预应力来对截面应力进行调控的方案。使用大型通用有限元软件ANSYS建立拱圈节段局部模型,对不同布筋位置和布筋方式进行了对比计算分析,确定了相对最优方案;(3)使用桥梁专用软件Midas/Civil建立了全桥有限元模型,根据已经确定的布束方案,在施工阶段中模拟了预应力效应,得到了预应力对拱圈截面拉应力的影响规律。对比分析的结果可为特大跨径悬臂浇筑混凝土拱桥的施工提供一种新的思路,具有一定的工程意义。