多拱肋大悬臂异型拱桥的参数分析与体系优化

发布时间：2021-01-30 02:02

　　蝶形拱桥具有拱圈倾斜和拱肋数量多的特点,其空间构成独特,结构行为和受力状态十分复杂,在美观需求和受力性能上往往是矛盾的,这导致其结构设计和受力状态常常不是最优的甚至是不合理的。同时,这类结构大都同时具备车行和人行功能,横向宽度一般都较宽,横向布置复杂,悬臂板通常采用大悬臂,结构的剪力滞效应和大悬臂效应明显,结构横向的变形和受力状态与结构的整体布置参数关系密切。而已有的体系优化计算,多是针对索桥或者普通系杆拱桥,对蝶形拱桥的优化较少,而且优化计算多是采用平面杆系模型,而杆系模型不能较准确反映出宽箱梁大悬臂结构的应力和位移状态。因此,有必要针对这类异型拱桥进行参数分析与体系优化研究,从整体上把握复杂三维结构的优化设计以及精确分析宽箱梁大悬臂的影响并考虑局部的状态。本文针对多拱肋蝶形拱桥优化设计中的难点,综合考虑主梁的宽箱梁大悬臂特性和结构的空间复杂性,利用ANSYS建立精细化的三维实体模型并联合MATLAB混合编程,以结构的总造价为目标函数并用选定的结构位移和应力参量作为限制条件,对一座典型的多拱肋蝶形拱桥进行了整体优化设计:1)筛选能唯一确定结构设计状态和优化目标的最少设计参数,建立该大... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

泥江湖大桥上构空间示意图

图 2-2 泥江湖大桥总体布置图2.2 结构优化设计变量的确定针对泥江湖大桥的结构特点，由于结构的空间异化，受力状态和美学要求可能存在着一定的矛盾，如何在满足美学要求的前提下使结构受力状态达到最优是本次优化计算的目的。综合来说，对泥江湖大桥进行优化设计计算的主要目的是全桥在更低造价的情况下使结构的构件力学状态等更为合理且能满足相关要求。结构的优化需要考虑结构本身的需要，选取的变量，应能准确反映所要控制的优化目标，这些变量应在优化目标中占有较大比重且起到控制作用。多拱肋拱桥是高次静不定结构，其构件的刚度、空间布置和吊杆的张拉力以及各组成构件之间的刚度比值等，都会影响结构受力状态[16]。确定一组能够代表梁和拱的刚度、梁的纵向布置状态、拱的横向空间布置状态以及反映吊杆张拉力水平的变量，在约束条件下协调这组变量，如果某个组合下结构的状态最好，那么就实现了优化的目的[17,18]

/4主梁实体几何模型图


本文编号：3008021