本文選題：系桿拱橋　切入點：成橋　出處：《重慶交通大學》2015年碩士論文

【摘要】：系桿拱橋作為一種具有優(yōu)美外形同時又適合在城市或軟土地基上修建的橋型,在國內(nèi)外橋梁建筑史上都占有十分重要的地位,其施工方法和設(shè)計理論都已經(jīng)比較成熟和完善。但是隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展,新型材料、新型施工方法層出不窮,車輛的流量和載重也不斷增大,這些都對系桿拱橋的進一步發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。系桿拱橋成橋狀態(tài)恒載內(nèi)力的分布及其大小是衡量設(shè)計優(yōu)劣的重要標準之一,合理的成橋狀態(tài)當屬拱肋、主梁在恒、活載作用下彎曲應(yīng)力小且均勻的受力狀態(tài)。但是在一般情況下,由于受到設(shè)計、施工及結(jié)構(gòu)自身各種條件的限制,要求每座橋都滿足這樣的受力狀態(tài)是不現(xiàn)實的。但無論怎樣的結(jié)構(gòu)體系,總能通過調(diào)整吊桿的張拉力使結(jié)構(gòu)在確定性荷載作用下,某種反應(yīng)受力性能的目標達到最優(yōu),求解這組最優(yōu)的吊桿張拉力,就是吊桿的索力優(yōu)化。關(guān)于索力優(yōu)化,國內(nèi)外許多學者做了大量的研究工作,并提出了多種優(yōu)化方法,常用的優(yōu)化方法可以歸結(jié)為四大類：①指定受力或位移狀態(tài)的索力優(yōu)化,如剛性支承連續(xù)梁法和零位移法；②無約束的索力優(yōu)化,如彎矩平方和最小法和彎曲能量最小法；③有約束的索力優(yōu)化,如用索量最小法和最大偏差最小法；④索力優(yōu)化的影響矩陣法。以上方法幾乎全是針對斜拉橋拉索索力的優(yōu)化,而針對系桿拱橋吊桿索力的優(yōu)化的文獻則不多見。本文將借鑒斜拉橋拉索索力優(yōu)化的影響矩陣法,利用midas Civil優(yōu)化軟件,采用有約束的最小能量法來研究系桿拱橋成橋狀態(tài)吊桿索力的優(yōu)化。本文以一座跨徑為80m的下承式柔性系桿鋼筋混凝土拱橋為工程背景,對比索力優(yōu)化前后其在施工階段以及成橋使用階段的靜力受力特性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特性、結(jié)構(gòu)固有振動特性。本文的主要結(jié)論和成果如下：1.索力優(yōu)化對結(jié)構(gòu)的靜力特性有較大影響,優(yōu)化后的索力能夠滿足工程上的設(shè)計要求。2.索力優(yōu)化對結(jié)構(gòu)的動力特性影響很小,對提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性貢獻不大。結(jié)構(gòu)的整體剛度主要取決于拱肋和系桿的剛度、吊桿的布置方式,以及風撐的布置方式。
[Abstract]:As a kind of bridge with beautiful shape and suitable for building on city or soft soil foundation, tied arch bridge occupies a very important position in the history of bridge construction at home and abroad. However, with the rapid development of modern society, new materials and new construction methods emerge in endlessly, and the flow and load of vehicles are also increasing. All these put forward new challenges to the further development of tied arch bridge. The distribution and size of dead load internal force in the state of tied arch bridge is one of the important criteria to evaluate the design quality. A reasonable state of completion should be an arch rib, and the main beam is constant. Under the action of live load, the bending stress is small and uniform. However, in general, due to various conditions of design, construction and structure itself, It is not realistic to require every bridge to satisfy such a state of stress. However, no matter what kind of structure system, it is always possible to optimize the response of the structure under deterministic loads by adjusting the tension of the suspenders. The solution to the optimal tension of the suspenders is the cable force optimization of the suspenders. Many scholars at home and abroad have done a lot of research work on the optimization of the cable forces, and put forward a variety of optimization methods. The commonly used optimization methods can be summed up as the cable force optimization of the specified force or displacement states of four categories: 1, such as the continuous beam method with rigid support and the zero displacement method with unconstrained cable force optimization. For example, the square sum of bending moment method and the minimum bending energy method are the constrained cable force optimization methods, such as the influence matrix method of cable force optimization using the minimum cable volume method and the maximum deviation minimum method. The above methods are almost all aimed at the cable force optimization of cable-stayed bridges. However, there are few literatures on the optimization of cable force of suspension rod of tied arch bridge. In this paper, the influence matrix method of cable force optimization of cable-stayed bridge is used for reference, and midas Civil optimization software is used to optimize the cable force of cable-stayed bridge. The constrained minimum energy method is used to study the optimization of suspension cable force in the state of tied arch bridge. In this paper, a through flexible tie reinforced concrete arch bridge with a span of 80 m is used as the engineering background. The static force characteristics, structural stability characteristics, natural vibration characteristics of the structure before and after the cable force optimization are compared before and after the cable force optimization. The main conclusions and results of this paper are as follows: 1. The cable force optimization has a great influence on the static characteristics of the structure. The optimized cable force can meet the design requirements of engineering. 2. The optimization of cable force has little effect on the dynamic characteristics of the structure and has little contribution to improving the stability of the structure. The overall stiffness of the structure is mainly determined by the stiffness of the arch rib and tie bar. The arrangement of the suspender and the arrangement of the wind brace.
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441;U448.225

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本文編號：1655953