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双拱塔斜拉桥结构分析与参数优化研究
| 论文题名： | 双拱塔斜拉桥结构分析与参数优化研究 |
| 关键词： | 双拱塔斜拉桥;结构设计;静力分析;参数优化 |
| 摘要： | 异型斜拉桥桥塔造型独特各异，受力情况均不相同，难以给予系统的概括。国内外关于异型斜拉桥的研究不多，因此多数情况都是针对某一特定的工程来展开研究。双拱塔作为一种新型异型桥塔，现阶段研究成果较少。为研究双拱塔斜拉桥合理成桥索力以及设计参数对结构的影响，本文以某双拱塔斜拉桥为工程背景，进行结构静力分析和设计参数优化研究。本文主要内容如下： （1）针对双拱塔斜拉桥的受力特点，采用Midas/Civil软件建立空间有限元模型进行仿真分析，计算表明：成桥索力值与设计值比较相差不大。根据斜拉桥合理成桥状态评判准则，对主梁位移、轴力、拱塔的位移、塔底弯矩等方面进行成桥状态分析，通过改变拉索初张拉力进行结构内力优化。 （2）采用零位移法对双拱塔斜拉桥进行成桥阶段索力优化，计算结果表明：通过控制主梁成桥线形得到的成桥状态与原设计成桥状态差别不大，能够满足工程需要。对于塔、梁均采用钢结构的斜拉桥，可选用零位移法进行索力优化。 （3）采用影响矩阵法对双拱塔斜拉桥进行成桥阶段索力优化，以塔梁的最小拉压应变能作为优化目标函数、运用数学软件MATLAB进行双拱塔斜拉桥合理成桥状态的索力优化，解决了之前求解索力繁琐困难的问题。 （4）根据力学平衡原理和结构几何关系，首次推导给出拱塔倾角与索力之间的关系式；采用有限元方法，从主梁位移、轴力、拱塔位移、塔底弯矩以及成桥索力等方面研究拱塔夹角及拱塔高跨比对结构受力影响。本文计算结果表明：拱塔夹角的合理范围45°~50°，塔的高跨比合理范围0.509-0.534。这为今后同类型双拱塔斜拉桥的设计提供参考。 |
| 作者： | 刘梦伟 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 邬晓光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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