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原文传递桥梁造型设计与优化研究

论文题名：	桥梁造型设计与优化研究
关键词：	桥梁造型设计;双向渐进结构;受力特性;主应力;拓扑优化
摘要：	桥梁的设计形式是以满足交通功能为主要目的，在力学和美学规律的支配下，结合环境因素，通过美学优化，对组成桥梁的各个部分及整体进行外形塑造，一改传统的设计理念，主动设计优化，设计创造出融合周围环境的完美的桥梁形体[1]。　　本文针对影响桥梁造型设计的因素，从功能、美观、环保、经济及其它方面进行研究，提出桥梁造型设计需满足的基本原则。根据结构的受力特性及其材料的性能要求，在基于主应力优化准则的基础上，采用双向渐进结构拓扑优化算法针对典型桥梁如赵州桥、桥面处于不同位置的上承式、中承式和下承式拱桥，还有桥塔等工程实例进行拓扑优化模拟计算，所得到的最佳优化模型，与实例造型比较相似，证明该方法的科学性。　　本文以南湖桥设计为工程背景，遵照基本原则综合考虑各方面的要求进行桥梁设计：根据桥位所在的水文、交通、工程地质等进行桥型选择，确定桥跨数，从受力要求及美观方面确定各孔跨径，矢跨比，桥面纵坡和竖曲线半径等参数，经过筛选得到了两个比较合适的方案。基于双向渐进结构拓扑优化(BESO)方法，结合有限元软件ANSYS的APDL语言编辑两方案的二维拓扑优化程序，得到了较好的拓扑优化结果，为桥梁的方案设计提供参考。本文针对拓扑优化后的两个桥型，进一步完善结构尺寸设计，进行有限元计算，从而确定最佳方案。
作者：	唐春燕
专业：	土木工程
导师：	刘小燕;韦成龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文