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钢管混凝土拱桥静、动力性能优化方法研究
| 论文题名： | 钢管混凝土拱桥静、动力性能优化方法研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;动力性能;优化技术;地震反应谱分析 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥近几十年来在我国的桥梁建设中得到广泛应用，但是其理论研究远落后于实际应用。钢管混凝土拱桥设计过程中，由于设计参数多，参数之间相互耦合，方案调整过程中顾此失彼，要满足全桥静、动力性能的要求，并做到受力合理、造价经济的目标十分困难，因此运用现代优化理论进行设计过程中的自动寻优显得十分必要。 本文在总结前人研究成果的基础上，提出了相应的优化模型，以一座在建的下承式钢管混凝土系杆拱桥为算例，基于ANSYS的二次开发功能编制了优化设计程序，力求对钢管混凝土拱桥的动、静力性能优化方法进行研究。本文所做主要工作: 1)分析钢管混凝土拱桥拱轴线型和拱肋截面尺寸的参数取值范围，为优化变量选取及上下限值取值提供依据。 2)提出以拱轴线型、拱肋截面尺寸为设计变量，拱肋钢管和混凝土应力、桥墩混凝土应力、腹杆钢管应力、活载作用下挠度、稳定系数等为约束条件，结构频率为目标函数，建立优化数学模型。 3)基于APDL语言建立ANSYS空间有限元模型，精确模拟钢管混凝土拱桥各施工阶段受力过程;编制基于APDL的活载加载程序、徐变计算程序。 4)选择优化算法，编制优化程序，对拱轴线型和拱肋截面尺寸进行优化，对比分析优化前后的设计变量、约束条件以及目标函数值。 5)对优化前后模型进行地震反应谱分析，对比分析优化前后地震作用下结构内力，以验证本文优化方法的有效性和正确性。 结果表明，利用本文优化模型，优化后动力性能得到较大改善，地震力作用下效应明显减小，且全桥造价大幅降低，验证了本文优化方法的有效性及正确性。 |
| 作者： | 杨晴 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 乔建东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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