本文關(guān)鍵詞：有背索單斜塔斜拉橋受力特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著橋梁結(jié)構(gòu)分析理論和建造技術(shù)的發(fā)展,有背索單斜塔斜拉橋成為了城市橋梁設(shè)計(jì)中的優(yōu)選橋型,其造型優(yōu)美,極具張力,充分體現(xiàn)城市的朝氣與活力。有背索單斜塔斜拉橋雖然在視覺美感上給人享受,但結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)卻成為設(shè)計(jì)者所要面臨的挑戰(zhàn),此時(shí)如何選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)成為關(guān)鍵問(wèn)題。本文以綿陽(yáng)荷花大橋?yàn)檠芯勘尘?通過(guò)建立有背索單斜塔斜拉橋的空間有限元模型,對(duì)橋梁的成橋階段進(jìn)行分析。成橋階段主要考慮恒載、活載和溫度作用及其荷載組合對(duì)全橋產(chǎn)生的效應(yīng)。本文將影響矩陣法與MATLAB二次優(yōu)化方法相結(jié)合,對(duì)有背索單斜塔斜拉橋索力優(yōu)化和合理成橋狀態(tài)進(jìn)行研究。優(yōu)化方法為以主梁和鋼橋塔拉壓及彎曲應(yīng)變能為目標(biāo)函數(shù),同時(shí)考慮活載對(duì)主梁和斜拉索應(yīng)力的效應(yīng),將其約束在合理范圍,將索力優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解有約束的二次規(guī)劃問(wèn)題。本文將索力優(yōu)化分為初步優(yōu)化階段和最終優(yōu)化階段。由于斜拉橋?yàn)槎啻纬o定結(jié)構(gòu)體系,一旦斜拉索索力改變,結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其做出響應(yīng),影響全橋結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。斜拉橋在進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比時(shí),以整體結(jié)構(gòu)受力為目標(biāo),在滿足約束條件的優(yōu)化索力作用下,對(duì)結(jié)構(gòu)整體的受力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比�；诖藰虻奶攸c(diǎn),本文研究了邊跨壓重范圍和集度、梁塔剛度比及主塔傾角對(duì)結(jié)構(gòu)靜力特性的影響。通過(guò)計(jì)算可得出,當(dāng)壓重范圍較小,壓重集度的增加對(duì)結(jié)構(gòu)受力是有利的,當(dāng)壓重范圍較大,壓重對(duì)結(jié)構(gòu)受力先呈有利趨勢(shì)變化后變?yōu)椴焕厔?shì)變化;鋼橋塔應(yīng)變能和梁彎矩平方和隨著梁塔剛度比的增加而增加；結(jié)構(gòu)應(yīng)變能隨著梁塔剛度比的增加,先減小后增大。主梁應(yīng)變能、鋼橋塔應(yīng)變能和結(jié)構(gòu)應(yīng)變能均隨著橋塔傾角的增加先減小后增大,主梁彎矩平方和與鋼橋塔彎矩平方和均隨著橋塔傾角的增加先減小后增大。
【關(guān)鍵詞】：斜拉橋 單斜塔 合理成橋狀態(tài) 索力優(yōu)化 二次優(yōu)化 結(jié)構(gòu)參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U448.27
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 斜拉橋的起源及發(fā)展10-13
• 1.2 單斜塔斜拉橋概況13-18
• 1.2.1 獨(dú)塔斜拉橋發(fā)展概況13-16
• 1.2.2 單斜塔斜拉橋的發(fā)展概況16-18
• 1.3 有背索單斜塔斜拉橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)18-19
• 1.4 本文目的及主要工作內(nèi)容19-21
• 第2章 有背索單斜塔斜拉橋靜力計(jì)算分析21-41
• 2.1 工程背景簡(jiǎn)介21-26
• 2.1.1 材料參數(shù)及結(jié)構(gòu)幾何特性23-25
• 2.1.2 計(jì)算荷載參數(shù)25
• 2.1.3 有限元模型25-26
• 2.2 成橋階段靜力分析26-39
• 2.2.1 成橋恒載分析26-29
• 2.2.2 活載作用分析29-33
• 2.2.3 溫度效應(yīng)分析33-37
• 2.2.4 荷載組合計(jì)算分析37-39
• 2.3 本章小結(jié)39-41
• 第3章 合理成橋狀態(tài)理論與方法41-52
• 3.1 斜拉橋合理成橋狀態(tài)41-42
• 3.2 斜拉橋合理成橋索力的原理42-47
• 3.2.1 指定受力狀態(tài)的索力優(yōu)化42-43
• 3.2.2 無(wú)約束和有約束優(yōu)化方法43-46
• 3.2.3 影響矩陣法46-47
• 3.3 最優(yōu)化理論及應(yīng)用47-51
• 3.3.1 最優(yōu)化理論47-48
• 3.3.2 二次規(guī)劃原理48-50
• 3.3.3 MATLAB二次規(guī)劃算例50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 基于影響矩陣法的成橋索力優(yōu)化52-65
• 4.1 概述52-54
• 4.2 確定優(yōu)化方案54-60
• 4.2.1 優(yōu)化方案的確定54-55
• 4.2.2 設(shè)計(jì)變量及約束條件55-57
• 4.2.3 初步優(yōu)化結(jié)果分析57-60
• 4.3 優(yōu)化前后對(duì)比及分析60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 有背索單斜塔斜拉橋結(jié)構(gòu)參數(shù)分析及優(yōu)化65-77
• 5.1 概述65
• 5.2 計(jì)算模型及優(yōu)化參數(shù)選取65-66
• 5.3 壓重范圍及重量分析66-69
• 5.4 梁塔剛度比分析及優(yōu)化69-72
• 5.5 有背索單斜塔斜拉橋傾角分析及優(yōu)化72-75
• 5.6 本章小節(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-82

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本文編號(hào)：273803