斜拉橋因其出色的受力性能、合理的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、美觀的造型以及經(jīng)濟(jì)的造價等優(yōu)勢,在近大半個世紀(jì)中取得了十分迅速的發(fā)展,在大跨徑橋梁中成為了首選橋型。并且隨著斜拉橋的跨度不斷增大,斜拉橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力的優(yōu)化越來越重要,結(jié)構(gòu)內(nèi)力的優(yōu)化主要基于合理成橋狀態(tài)索力的調(diào)整和施工期合理施工索力的控制。本文以某大型預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?對斜拉橋合理成橋狀態(tài)和施工狀態(tài)的索力優(yōu)化調(diào)整進(jìn)行研究計(jì)算。本文具體工作內(nèi)容如下:1、簡單介紹了國內(nèi)外斜拉橋的發(fā)展,回顧了國內(nèi)外大跨斜拉橋的合理成橋狀態(tài)以及合理施工狀態(tài)的確定和索力優(yōu)化的研究現(xiàn)狀,簡單闡述了斜拉橋索力優(yōu)化的基本概念,并提出了本文的研究意義和目的。2、探討了索力優(yōu)化的基本概念和發(fā)展的重要性,總結(jié)了斜拉橋合理稱成橋狀態(tài)的索力確定方法和索力優(yōu)化的具體計(jì)算理論以及斜拉橋施工狀態(tài)的索力控制和初始索力的計(jì)算方法,對比分析了不同的方法對于不用橋型和不同施工工序的適用條件和計(jì)算結(jié)果的合理性,得出了據(jù)實(shí)際情況合理的選擇適合的方法進(jìn)行索力優(yōu)化計(jì)算不僅僅可以節(jié)省設(shè)計(jì)建造者的時間并且更加容易的達(dá)到理想的效果。3、基于工程實(shí)例構(gòu)建了全橋的有限元模型,介紹了有限元建模的主要步驟和必要的建... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１古老的斜拉橋??

第二章斜拉橋成橋與施工狀態(tài)索力計(jì)算和優(yōu)化理論??值。??結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化思想經(jīng)過三十多年的發(fā)展己經(jīng)相對成熟，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中斜??拉橋的優(yōu)化理論設(shè)計(jì)的發(fā)展較為落后。在斜拉橋結(jié)構(gòu)中斜拉索的索力對全橋結(jié)構(gòu)的受力??和線形有著至關(guān)重要的影響，所以對于求解最優(yōu)的索力是斜拉橋設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的一個因??素【３０］。??斜拉橋索力優(yōu)化的基本概念的具體計(jì)算過程可以通過如圖２－１的索梁結(jié)構(gòu)圖來解??釋：??＾?——??Ｙ??ＥＡ??ｈ??ｑ??＾?Ｅｌ?Ｍ?￣?Ｘ???１／２?｜?＼�。�???圖２．１索梁結(jié)構(gòu)圖??圖中所示結(jié)構(gòu)為索梁組層的一次超靜定結(jié)構(gòu)，斜拉索索力的豎向分量用Ｎ表示，ｑ表示??作用于主梁的均布荷載，則主梁彎矩的表達(dá)式為：??Ｍ?＝－２ｑ｛ｌｘ－ｘ２）－＾ｘ?（２．１）??當(dāng)斜拉索還未張拉時，由變形協(xié)調(diào)條件可以得出：??Ｓｑｌ４／３８４Ｅ１??Ｎ?＝?Ｐ／４８ＥＩ?＋?ｈ／ＥＡ?（２．２）??為方便計(jì)算，�。ィ蓿剑�，￥＝１９２，式（２．２）可以簡化為Ｎ＝＃，將簡化后的??Ｉ３?ｈ?８??Ｎ帶入式（２．１）可得主梁彎矩如圖２．?２ａ所示。這就代表斜拉橋一次成橋模型時的恒載??內(nèi)力情況。??當(dāng)然一次成橋模型的計(jì)算往往不能得出全橋結(jié)構(gòu)的最佳合理受力狀態(tài)，同時也不??能得出合理的成橋索力，這時我們便需要通過目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行索力的優(yōu)化，通過索力的??調(diào)整來優(yōu)化全橋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。假設(shè)取主梁彎矩的平方和為目標(biāo)則目標(biāo)函數(shù)為：??ｆ＝?２／〇，／２Ｍ２（ｘ）ｄｘ?（２．３）??１１??

碩士學(xué)位論文??為合理的成橋索力［３８］。這個方法與剛性支撐連續(xù)梁法一定程度上是一樣的，但是由于零??位移法是通過位移的控制來進(jìn)行計(jì)算所以考慮了斜拉索的水平分力，比剛性支撐連續(xù)梁??法適用性和計(jì)算結(jié)果的合理性上相對有優(yōu)勢一些。但是任然會存在局部索力突變，索力??沿橋向分布不合理等問題，這種方法依舊不適用與非對稱斜拉橋和主跨與邊跨采用不用??材料的斜拉橋橋型。??２．２．４彎曲能最小法??彎曲能量最小法是以斜拉橋結(jié)構(gòu)中的幾個重要組成部分為控制目標(biāo)，包括塔、墩和??梁。以塔、墩和梁的彎曲應(yīng)變能作為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，求解出一組合理的索力??使得成橋后塔、梁和墩的彎曲應(yīng)變能最校但是這個方法在求解成橋索力時不考慮成橋??后的其他約束條件所以這個方法用于求解一次成橋模型［３９］，求解的過程中假定塔、梁和??索的軸向剛度取較極大值，梁和塔的彎曲剛度按實(shí)際取值，在成橋結(jié)構(gòu)模型上加全部恒??載，這樣得出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力即為所求的合理結(jié)構(gòu)內(nèi)力。下面以一座簡單的斜拉橋模型為例：??Ａ?：：：義??圖２．?３斜拉橋簡單結(jié)構(gòu)圖??斜拉橋的簡單結(jié)構(gòu)如圖２．３所示，將結(jié)構(gòu)中的斜拉索索力用相應(yīng)的未知數(shù)巧，ｘ２，．．．，??ｘ６代替，如圖２．４所示。??秦??Ｘ２Ｘ４Ｘ６?ＸｓＸｓＸｉ??／／／?Ｌ?＼＼＼?／／／?Ｌ?＼＼＼??圖２．?４基本結(jié)構(gòu)圖??１６??

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碩士論文
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本文編號：3453273