蝶形拱橋具有拱圈傾斜和拱肋數(shù)量多的特點,其空間構(gòu)成獨特,結(jié)構(gòu)行為和受力狀態(tài)十分復(fù)雜,在美觀需求和受力性能上往往是矛盾的,這導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)設(shè)計和受力狀態(tài)常常不是最優(yōu)的甚至是不合理的。同時,這類結(jié)構(gòu)大都同時具備車行和人行功能,橫向?qū)挾纫话愣驾^寬,橫向布置復(fù)雜,懸臂板通常采用大懸臂,結(jié)構(gòu)的剪力滯效應(yīng)和大懸臂效應(yīng)明顯,結(jié)構(gòu)橫向的變形和受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)的整體布置參數(shù)關(guān)系密切。而已有的體系優(yōu)化計算,多是針對索橋或者普通系桿拱橋,對蝶形拱橋的優(yōu)化較少,而且優(yōu)化計算多是采用平面桿系模型,而桿系模型不能較準確反映出寬箱梁大懸臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移狀態(tài)。因此,有必要針對這類異型拱橋進行參數(shù)分析與體系優(yōu)化研究,從整體上把握復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計以及精確分析寬箱梁大懸臂的影響并考慮局部的狀態(tài)。本文針對多拱肋蝶形拱橋優(yōu)化設(shè)計中的難點,綜合考慮主梁的寬箱梁大懸臂特性和結(jié)構(gòu)的空間復(fù)雜性,利用ANSYS建立精細化的三維實體模型并聯(lián)合MATLAB混合編程,以結(jié)構(gòu)的總造價為目標函數(shù)并用選定的結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力參量作為限制條件,對一座典型的多拱肋蝶形拱橋進行了整體優(yōu)化設(shè)計:1)篩選能唯一確定結(jié)構(gòu)設(shè)計狀態(tài)和優(yōu)化目標的最少設(shè)計參數(shù),建立該大... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

泥江湖大橋上構(gòu)空間示意圖

圖 2-2 泥江湖大橋總體布置圖2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計變量的確定針對泥江湖大橋的結(jié)構(gòu)特點，由于結(jié)構(gòu)的空間異化，受力狀態(tài)和美學(xué)要求可能存在著一定的矛盾，如何在滿足美學(xué)要求的前提下使結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)達到最優(yōu)是本次優(yōu)化計算的目的。綜合來說，對泥江湖大橋進行優(yōu)化設(shè)計計算的主要目的是全橋在更低造價的情況下使結(jié)構(gòu)的構(gòu)件力學(xué)狀態(tài)等更為合理且能滿足相關(guān)要求。結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要考慮結(jié)構(gòu)本身的需要，選取的變量，應(yīng)能準確反映所要控制的優(yōu)化目標，這些變量應(yīng)在優(yōu)化目標中占有較大比重且起到控制作用。多拱肋拱橋是高次靜不定結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件的剛度、空間布置和吊桿的張拉力以及各組成構(gòu)件之間的剛度比值等，都會影響結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)[16]。確定一組能夠代表梁和拱的剛度、梁的縱向布置狀態(tài)、拱的橫向空間布置狀態(tài)以及反映吊桿張拉力水平的變量，在約束條件下協(xié)調(diào)這組變量，如果某個組合下結(jié)構(gòu)的狀態(tài)最好，那么就實現(xiàn)了優(yōu)化的目的[17,18]

/4主梁實體幾何模型圖


本文編號：3008021