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原文传递斜拉桥成桥与施工索力优化

论文题名：	斜拉桥成桥与施工索力优化
关键词：	斜拉桥索;优化理论;优化方法;索力优化;深圳湾公路大桥;湛江海湾大桥;设计和施工阶段;模拟退火算法;力的计算;调整计算;优化计算;数学;拉索;计算理论;计算程序;复合形法;成桥索力;最优解;有价值;受力
摘要：	斜拉桥是一种高次超静定的柔性结构，上部结构由主塔、拉索和主梁三部分组成。拉索只承受拉力，索塔和主梁为承受压力为主的压弯构件。斜拉桥的设计自由度很大，可以通过对拉索索力的调整来改变结构的受力分配，优化结构的受力，使得构件尺寸最优，降低材料用量。在设计和施工阶段进行索力确定和调整计算实际上是对斜拉桥恒载受力状态的变化。针对不同的施工控制方法和索力形成方法，索力的计算方法和计算内容有所不同。一般来说，斜拉桥索力的确定和调整主要有以下内容：恒载作用下合理成桥索力的计算、施工阶段拉索张拉力的计算和竣工后的索力调整计算。索力的确定与调整计算是斜拉桥施工控制计算的重要内容。国内外许多学者己总结出很多方法用于优化斜拉桥施工阶段的索力和成桥索力，但这些方法都未能采用目前较新的数学优化理论。本文对确定斜拉桥合理索力的几种方法进行了分析与比较，并将其与新近提出的数学优化方法相结合，提出了一整套用新优化方法求解斜拉桥索力的方法。本文以湛江海湾大桥和深港西部通道深圳湾公路大桥为工程背景，建立了斜拉桥的杆系有限元模型，采用了桥面最大位移和梁塔弯曲应变能两种不同的目标函数作为索力优化的准则，提出了将模拟退火算法和复合形法用于斜拉桥索力的优化计算的构想。本文主体部分介绍了结合优化理论进行FORTRAN程序开发和接口程序编制的过程及细节，提出了一些有价值的寻找最优解的参数比选方法并得到了相对满意的结果。本文的主要工作在于：1．将模拟退火算法和复合形法用于斜拉桥索力的优化计算，是将数学优化理论的最新成果与桥梁结构计算理论的一次结合；2．根据模拟退火理论独立开发了桥梁索力优化FORTRAN计算程序，实现了理论到实践的过渡；3．在应用优化理论的过程中，提出了一些有价值的寻找最优解的参数比选方法并得到了相对满意的结果。本文重在将数值计算理论与桥梁工程结构计算相结合，通过自行编制FORTRAN计算程序将数学规划方法用于斜拉桥的索力优化实践。通过对湛江海湾大桥和深圳湾公路大桥的索力优化工作来阐述提出的优化方法，最后用翔实的数据证明方法的实用性。
作者：	骆肖旸
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	颜全胜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文