轨道交通高架U型梁结构优化设计研究

发布时间：2020-12-16 05:29

　　由于建筑高度低、降噪性能好、空间利用率高等优点,U型梁在轨道交通高架桥中广泛应用,但对其结构性能的研究相对较少。基于Abaqus6.14-1的优化模块,依托某实际U型梁项目,首先采用拓扑优化的方法,在保证列车行驶空间等必要功能要求的前提下,以应变能最小为目标函数、体积限值等为约束条件,研究不同支承条件下轨道交通30 m标准跨径简支高架U型梁的最优结构形式。对拓扑优化结果进一步采用形状优化,以消除截面应力集中的影响。结果表明:对于上承式桥梁,当支座间距较小时,优化结果类似于小箱梁,当支座间距较大时,优化结果类似于T梁;对于下承式桥梁,其拓扑优化形态比较接近于实际项目的 U型梁设计方案。经形状优化后,局部应力降为原数值的71.39%,应力集中明显改善。结果还表明,连续体结构拓扑优化技术可有效地运用于桥梁结构的方案设计。 

【文章来源】：都市快轨交通. 2020年03期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

上承式桥梁支座横向间距较小时(1.0 m)的拓扑优化形态—小箱梁

北京机场线高架应用的箱梁

再考虑上承式桥梁支座横向间距较大的情形。由于国内采用简支T梁的轻轨工程较少，为验证优化方法在此时的正确性，用荷载形式相近的城际铁路标准简支T梁桥与本模型的优化结果进行对比。支座横向间距取2.20 m，桥宽4.86 m，与城际铁路标准梁保持一致。基结构见图5，其中建模过程及优化参数设置均与上节相同。优化过程中体积与应变能的变化趋势如图6所示，优化结束后得到的拓扑形式如图7所示。图6 支座间距2.20 m时体积与应变能变化图

【参考文献】：
期刊论文
[1]U型梁在城市轨道交通中的应用及预制技术[J]. 王阿明.  建材与装饰. 2018(05)
[2]城际铁路无砟轨道简支T梁设计研究[J]. 张晓江.  铁道标准设计. 2016(10)
[3]北京轨道交通首都机场线高架桥工程特点分析[J]. 许欣,李永洁.  城市道桥与防洪. 2012(08)
[4]基于ABAQUS与TOSCA的汽车前桥结构优化设计[J]. 马瑞雪,王欣,覃祯员,张科峰.  客车技术与研究. 2012(03)
[5]连续体结构拓扑优化方法评述[J]. 夏天翔,姚卫星.  航空工程进展. 2011(01)
[6]北京地铁八通线高架桥设计[J]. 张晓林,陈宝军.  铁道建筑. 2003(11)

博士论文
[1]城市轨道交通U型梁系统结构受力行为研究[D]. 王彬力.西南交通大学 2012

硕士论文
[1]基于变密度法的连续体拓扑优化设计[D]. 汤颖颖.长安大学 2008



本文编号：2919619