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大跨度钢桁加劲梁悬索桥结构分析与设计优化
| 论文题名： | 大跨度钢桁加劲梁悬索桥结构分析与设计优化 |
| 关键词： | 悬索桥梁;钢桁结构;主缆线形;桥梁设计 |
| 摘要： | 悬索桥具有跨越能力大、受力合理、最能发挥材料优势、造价合理、整体造型流畅美观等优点，已成为特大跨径桥梁的主要桥型。本文针对大跨度钢桁加劲梁悬索桥，依托笋溪河特大桥，通过ANSYS参数化建模，进行结构分析与设计参数优化，从而使悬索桥结构受力和工程造价达到一个最优的状态。 本研究主要内容包括：⑴基于分段弹性悬链线求解主缆线形的解析法，对背景工程进行单主缆找形分析。基于ANSYS优化模块，采用一阶优化算法对成桥状态的主缆进行优化，以得到满足成桥状态的最优线形。⑵针对依托工程，基于ANSYS有限元分析平台进行整体静力分析，确定结构初始状态。通过优化主塔成桥时预偏量改善成桥运营状态结构受力和位移。优化影响悬索桥受力性能的关键设计参数，包括吊杆间距和加劲梁刚度，得出悬索桥静力参数的选取对结构内力及位移的影响趋势。采用响应面法建立替代模型，对结构进行设计参数优化。优化结果均满足原设计要求和强度要求，且在安全范围内，材料充分利用。类似桥梁可以参照该方法进行优化。⑶基于悬索桥缆索系统材料用量、主塔材料用量和总体材料用量与矢跨比的关系公式，采取不同矢跨比对跨径为660米、1000米和1500米的悬索桥建立有限元模型。计算和分析了不同跨径下多种矢跨比的悬索桥缆索系统材料用量、主塔材料用量和总体材料用量，总结出基于工程经济合理目标的矢跨比取值。 |
| 作者： | 刘玥彤 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 黄海东;向中富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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