拱塔斜拉桥的索力优化

发布时间：2017-08-18 20:00

  本文关键词：拱塔斜拉桥的索力优化

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【摘要】：拱塔斜拉桥作为一种新形式的桥梁,其受力情况更加复杂,国内外对其索力优化这方面的文献比较少,值得进一步研究。如果能够对拱塔斜拉桥的索力进行优化,并改善结构的受力性能,那么对实际的工程建设具有非常重要的意义。本文以辽宁省朝阳市新城东街大桥为工程背景,对拱塔斜拉桥成桥状态的索力进行了优化研究,并计算了在施工阶段拉索的初拉力。主要完成了以下工作:(1)总结概括了国内外斜拉桥的发展概况和拱塔斜拉桥的工程实例。(2)总结归纳了斜拉桥索力优化的研究现状,为本文的索力优化提供理论基础。(3)利用Midas/Civil建立新城东街大桥的有限元模型,利用未知荷载系数法,对拱塔斜拉桥的索力进行优化。(4)运用应变能最小法,以主梁和拱塔的弯曲及拉压应变能之和最小为目标函数,以主梁和拱塔的弯矩、轴力、位移以及拉索的拉力为约束条件,利用Matlab进行计算求解,得到满足约束条件的优化索力。(5)将约束条件改变为主梁与拉索结点处位移为零,再进行优化求解。将三种优化索力与设计索力比较。(6)运用影响矩阵法求解施工阶段中拉索的初拉力,实现了通过一次张拉,使得索力达到成桥状态设计值。本文通过对新城东街大桥成桥状态的索力优化和施工阶段初拉力的求解,为以后的工程建设提供了依据。
【关键词】：拱塔斜拉桥 索力优化 应变能 影响矩阵法 初拉力
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.27
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 斜拉桥的发展概况8-10
• 1.2 斜拉桥的国内外发展趋势10-12
• 1.2.1 桥面的轻型化10
• 1.2.2 桥塔的多样化10-12
• 1.2.3 拉索的不断改进12
• 1.3 研究目的和研究内容12-13
• 1.3.1 研究目的12
• 1.3.2 研究内容12-13
• 第二章 斜拉桥的索力优化设计理论13-17
• 2.1 结构优化设计基本概念13-14
• 2.1.1 斜拉桥的非线性分析13-14
• 2.1.2 优化设计的基本概念14
• 2.2 成桥索力优化理论14-16
• 2.2.1 最优成桥状态15
• 2.2.2 成桥索力优化的研究现状15-16
• 2.3 施工索力实现方法16-17
• 第三章 拱塔斜拉桥成桥索力的计算17-47
• 3.1 工程背景17-18
• 3.1.1 总体布置17
• 3.1.2 主要技术标准17-18
• 3.1.3 设计构造及材料性能18
• 3.2 有限元模型的建立18-19
• 3.3 应变能最小法确定成桥索力19-35
• 3.3.1 优化目标的选择20-21
• 3.3.2 约束条件21-25
• 3.3.3 优化模型25-26
• 3.3.4 成桥索力的Matlab计算26
• 3.3.5 成桥索力的求取过程26-35
• 3.4 刚性支承约束条件下确定成桥索力35-39
• 3.5 设计成桥索力39-42
• 3.6 Midas/Civil的未知荷载系数法确定成桥索力42-45
• 3.7 本章小结45-47
• 第四章 拱塔斜拉桥施工索力的计算47-57
• 4.1 斜拉桥施工概述47-48
• 4.1.1 主梁施工方法47-48
• 4.1.2 拉索张拉理论48
• 4.2 施工阶段仿真分析48-50
• 4.2.1 初张拉力的确定原则49-50
• 4.3 施工阶段初拉力的确定50-56
• 4.3.1 初始张拉力的计算50-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 结论与展望57-59
• 5.1 研究工作和结论57-58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-61
• 致谢61-62
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文62

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本文编号：696449