人行系杆拱桥的结构优化分析

发布时间：2021-03-04 02:57

　　系杆拱桥作为一种结构合理、造型美观、适应性强的桥型,具有广阔的应用价值。国内外的文献针对系杆拱桥的研究大部分集中在公路桥梁与铁路桥梁上,而对于其在人行桥梁上的应用则少有学者涉及。从设计的角度来看,系杆拱桥的跨径、造型以及经济性都适用于荷载较小的人行桥梁。因此,本文以一座跨径100m的人行系杆拱桥为背景,探索了人行系杆拱桥的参数优化、尺寸优化以及拓扑优化。主要研究内容如下:（1）介绍了下承式人行系杆拱桥的设计过程,以及成桥状态下各种作用对结构的受力影响,并对结构进行了弹性稳定分析。从矢跨比与拱梁刚度比两个角度对竖直吊杆系杆拱桥进行了参数分析,再运用大连理工大学自主研发的集成优化计算系统（SiPESC.OPT）对系杆拱桥进行尺寸优化,达到降低桥梁造价的目的。（2）简要介绍了网状吊杆系杆拱桥的受力特点、拱肋的结构形式以及常见的几种网状吊杆布置方式,分析比较其对于竖直吊杆系杆拱桥的显著优越性:网状吊杆布置在很大程度上提高了系杆拱桥在活载作用下的刚度,使主梁与拱肋的弯矩大大降低,显著提升了结构的受力性能。（3）进行了网状吊杆系杆拱桥的参数优化。分析了吊杆数量、倾角、矢跨比、拱梁刚度比对结构受力的... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 系杆拱桥概述
    1.2 桥梁结构优化设计发展简介
    1.3 系杆拱桥结构优化设计概况
    1.4 本文研究意义及主要的研究工作
2 100米跨径系杆拱桥静力特性分析
    2.1 100米跨径人行系杆拱桥设计
        2.1.1 设计技术标准
        2.1.2 主要材料指标
        2.1.3 结构形式及尺寸
    2.2 有限元模型分析
        2.2.1 有限元模型的建立
        2.2.2 设计荷载与荷载组合
        2.2.3 结构静力计算
        2.2.4 结构弹性稳定分析
    2.3 本章小结
3 人行系杆拱桥设计参数分析与优化
    3.1 矢跨比分析
        3.1.1 矢跨比分析概述
        3.1.2 矢跨比分析结果比较
    3.2 刚度比分析
        3.2.1 刚度比分析概述
        3.2.2 刚度比分析结果比较
    3.3 人行系杆拱桥设计参数优化
        3.3.1 SIPESC软件平台介绍
        3.3.2 优化参数的确定
        3.3.3 优化结果分析
    3.4 本章小结
4 网状吊杆布置体系介绍
    4.1 力学特性
    4.2 拱肋的结构形式
        4.2.1 拱肋的材料及截面
        4.2.2 拱肋几何线形
    4.3 网状吊杆布置形式
        4.3.1 恒定倾角布置
        4.3.2 等差倾角布置
        4.3.3 法线等夹角布置
        4.3.4 下吊点间距渐变布置
    4.4 本章小结
5 网状吊杆布置下人行系杆拱桥的优化
    5.1 研究参数的选取
    5.2 吊杆数量的影响
    5.3 吊杆倾角的影响
    5.4 矢跨比的影响
    5.5 刚度比的影响
    5.6 本章小结
6 稀索斜吊杆布置的优化
    6.1 稀索斜吊杆布置体系的提出
    6.2 吊杆数量对人行系杆拱桥力学性能的影响
    6.3 稀索斜吊杆布置的优化
        6.3.1 离散化的吊杆布置
        6.3.2 设计约束定义
        6.3.3 无量纲化的目标函数
        6.3.4 遗传优化操作过程
    6.4 优化结果分析
        6.4.1 若干理想的稀索斜吊杆体系
        6.4.2 所获得的理想稀索体系与传统网状吊杆布置的比较
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3062436