预应力混凝土斜拉桥索力优化研究

发布时间：2017-06-19 11:00

  本文关键词：预应力混凝土斜拉桥索力优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着斜拉桥在全世界的快速发展,斜拉桥计算理论日益丰富。当斜拉桥主梁、主塔、拉索布置等确定后,斜拉桥合理成桥状态的确定也就是确定合理的成桥索力问题。迄今为止,已出现了多种索力优化方法,本文以影响矩阵法和内力平衡法为基础,以有限元软件Midas/Civil为计算工具,以宁夏永宁黄河公路大桥为工程背景,优化计算了成桥索力和施工中间索力。所做工作如下:通过查阅国内外索力优化理论文献资料,陈述了各种优化理论的适用结构形式、优势及不足,重点对Midas/Civil中索力优化计算的理论基础:影响矩阵法、内力平衡法等作了详细理论介绍。建立了永宁黄河公路大桥的有限元模型,对斜拉桥进行一次落架计算,通过对内力位移等结果分析,并为实现设计意图,提出了约束条件优化的思路,对约束条件进行了约束优化,结果表明,约束条件优化对接近设计意图效果明显。又通过影响矩阵法与内力要求相结合的方法对索力进行了若干次优化调整,实现了索力基本均匀、主梁内力位移、索塔内力位移、边跨支座反力等优化目标要求。施工中的中间索力控制在斜拉桥施工中非常重要,它关系到桥梁成桥线形及施工安全问题,文中介绍了中间索力优化力学简化及计算思路,但仅仅依靠力学简化公式计算是完全不够的,在拉索的斜向作用下,挂篮承载平台呈弯压组合状态,挂篮结构复杂,其内力用经典力学方法简化计算非常复杂繁琐,且既有梁段内力情况尚不知晓,本文提出了力学简化计算与有限元分析结合的方法,即是首先按人为假设的挂篮变形状态,不使挂篮在施工中呈上下反复变形,计算出中间索力的可行域,用中间值代入有限元模型正装计算,结合有限元分析结果对中间索力值进行了调整,使其满足施工完成梁段及挂篮结构本身受力要求。通过对成桥索力优化计算,检验了设计成桥索力的合理性,为合理施工状态确定奠定了基础,施工中间索力计算结果也为本桥具体的施工控制中的中间索力实施提供了基础数据,也可为类似工程提供借鉴作用。
【关键词】：混凝土斜拉桥 索力优化 前支点挂篮 中间索力
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.27
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 斜拉桥发展历程8-13
• 1.2.1 国外斜拉桥发展历程8-11
• 1.2.2 国内斜拉桥发展历程11-13
• 1.3 斜拉桥的分类13-14
• 1.3.1 斜拉桥的结构体系13
• 1.3.2 斜拉桥的材料类型13
• 1.3.3 混凝土斜拉桥13-14
• 1.4 混凝土斜拉桥的特点14-15
• 1.5 本文主要研究内容15-16
• 2 索力优化理论及仿真模型16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 合理成桥索力的确定16-18
• 2.2.1 合理成桥索力的确定原则16-17
• 2.2.2 合理成桥索力的确定方法17-18
• 2.3 影响矩阵法18-22
• 2.3.1 基本定义18-19
• 2.3.2 斜拉桥索力优化的影响矩阵法19-22
• 2.4 内力平衡法22-23
• 2.4.1 应力控制条件22
• 2.4.2 主梁恒载弯矩可行域22-23
• 2.5 影响矩阵法与内力平衡法的结合应用23
• 2.6 有限元仿真模型23-30
• 2.6.1 工程背景23-26
• 2.6.2 建模过程介绍26-29
• 2.6.3 成桥模型建立29-30
• 2.7 本章小结30-31
• 3 合理成桥索力计算31-49
• 3.1 引言31
• 3.2 成桥索力初算31-39
• 3.2.1 未知荷载系数法31-33
• 3.2.2 Midas/Civil模型修改33
• 3.2.3 约束条件33-35
• 3.2.4 初始索力计算35-36
• 3.2.5 约束条件优化36-39
• 3.3 影响矩阵39-41
• 3.4 索力调整41-45
• 3.5 成桥状态检验45-48
• 3.6 本章小结48-49
• 4 施工阶段中间索力优化49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 中间索力优化方法49-53
• 4.2.1 中间索力定义49
• 4.2.2 中间索力优化意义49-50
• 4.2.3 中间索力计算方法50-53
• 4.3 中间索力优化计算53-57
• 4.3.1 前支点挂篮介绍53-55
• 4.3.2 计算参数的确定55
• 4.3.3 中间索力优化计算55-57
• 4.4 有限元仿真分析57-63
• 4.4.1 有限元仿真说明57
• 4.4.2 有限元仿真计算57-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69
• 攻读学位期间的科研项目及成果69

【参考文献】

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本文编号：462258