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原文传递无背索斜拉桥索力优化研究

论文题名：	无背索斜拉桥索力优化研究
关键词：	无背索斜拉桥;施工过程;索力优化;参数敏感性
摘要：	无背索斜拉桥由于造型美观备受世界桥梁设计者的青睐，建成以后很容易成为城市的地标性建筑。由于该桥型为索、塔、梁的不对称结构体系，故索力优化至关重要。合理成桥索力既能提高桥梁的力学性能又是保证结构安全的重要前提，因此，无背索斜拉桥成桥索力优化对于设计、施工来说有着重要的意义。无背索斜拉桥施工索力优化，其意义不仅在于确保成桥状态达到设计预期成桥状态，对于保证无背索斜拉桥在施工过程中安全性同样有着重要意义。本文以一座典型无背索斜拉桥为工程背景，通过理论分析、数值模拟、和试验研究进行成桥合理状态的确定及施工索力优化，论文的主要研究内容如下：　　基于索力优化的基本原理，综述了常见成桥索力优化及施工索力优化的方法，针对全混凝土无背索斜拉桥的结构不对称、时效影响显著的特点，分析了各种索力优化的优缺点及适用情况，提出了针对本文无背索斜拉桥的理论研究方法。　　确定成桥索力时，针对无背索斜拉桥的不对称结构特点，采用最小弯曲能量-弯矩可行域的综合算法进行成桥索力优化。首先利用有限元软件Midas/Civil建立桥梁结构一次落架模型，利用最小弯曲能量法初步确定成桥索力，然后计算出主梁恒载作用下弯矩的合理取值范围，综合考虑主塔的受力，通过恒载弯矩可行域对初步成桥索力进行优化，得出成桥合理优化索力，在成桥状态指标满足规范要求基础上，将计算合理成桥索力与施工最终成桥索力比较，验证该方法对于无背索斜拉桥索力优化的有效性。　　进行施工索力优化时，建立包含施工阶段的有限元分析模型，针对全混凝土无背索斜拉桥时效影响显著的特点，利用正装迭代法计算施工初张力，分析每根斜拉索随施工阶段的变化趋势，并计算出斜拉索安全系数；选取典型的施工阶段，分析主梁和主塔关键截面的上缘及下缘应力、位移的变化趋势。施工过程中斜拉索安全系数以及各种控制指标均满足规范要求。通过对比计算施工索力与施工监控实测索力，验证该方法的实用性与可行性。　　开展了无背索斜拉桥参数敏感性分析。分析了索力变化对结构影响的灵敏度，以主塔刚度、主塔倾斜角度、无索区长度和主塔横梁设置为设计参数，分析了设计参数对全混凝土无背索斜拉桥结构索力、以及其他控制参数的影响程度及敏感性，探讨适宜的结构设计参数，并为索力优化提供参考。
作者：	李德旭
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	乔文靖
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安工业大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文