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基于安全富余度的不对称连续刚构桥优化设计研究
| 论文题名： | 基于安全富余度的不对称连续刚构桥优化设计研究 |
| 关键词： | 连续刚构桥;优化设计;结构受力;承载能力 |
| 摘要： | 我国西部地区的地形特点是山体较多、地形起伏大，常常遇见“U”形或“V”形峡谷。针对该类地形，最优的桥型选择当属不对称桥梁，不对称桥梁可以有效减少生态环境的破坏;降低工程造价。为了开展对不对称桥梁的研究工作，本文依托不对称连续刚构桥开展工作，以结构受力研究为基础，优化计算为核心。主要的研究工作包括如下几部分内容: ①开展国内外针对不对称桥梁建设现状、优化算法研究现状及不对称连续刚构桥的特点等方面的调研工作。 ②分析不对称连续刚构桥受力特性。分别进行了分跨不对称时支反力和主梁的受力性能研究，得到的结论是:在进行不对称桥梁设计时，应控制分跨比例系数不小于0.4，超过这个分跨比例系数支点位置易出现拉力。分跨不对称时主梁内力研究，得到的结论是:随着分跨比例系数的减小，主梁应力值有增大的趋势，当分跨比例系数在0.4附近时急剧增大。主梁对称桥墩不对称时候的研究，得到结论:随着任何一个桥墩墩高的减小，所有桥墩的墩顶弯矩均加大。 ③对依托工程进行内力计算。在包络工况下，合龙段附近承受最大正弯矩，大边跨与小边跨跨中的最大正弯矩不等，大、小T构根部的负弯矩也不等，主梁受力不对称。 ④分析结构的安全性能。承载能力极限状态下，开展正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算以及抗扭的验算，验算结果表明，依托工程承载能力均满足规范相关要求。正常使用极限状态下，主要进行裂缝验算，验算结果显示，结构正常使用极限状态同样满足规范相关规定。定义安全富余度，计算结构承载能力的安全储备量。 ⑤不对称连续刚构桥的优化计算工作，在控制原则的基础上，钢束优化得到的结果为:节省钢绞线17702.4m，总重量达到19490.34Kg。主梁腹板整体降低10cm得到结果是:结构的承载能力和使用阶段的应力要求均规范要求。但是结构的承载能力安全储备量降低。主梁线形的优化计算:得到小T构根部降低120cm，大T构根部降低33.8cm。通过本文分析可知，不对称连续刚构桥最优的设计方案为:主梁大、小T构配筋不对称设计，主梁大、小T构的箱梁线形采用不同次数的抛物线。 |
| 作者： | 李亮 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑罡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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