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钢箱提篮拱桥吊杆锚固系统受力特性研究及优化分析
| 论文题名： | 钢箱提篮拱桥吊杆锚固系统受力特性研究及优化分析 |
| 关键词： | 钢箱提篮拱桥;吊杆锚固系统;受力特性;结构优化 |
| 摘要： | 在钢箱提篮拱桥大跨度化背景下，对连接主梁与拱肋的主要部件吊杆锚固系统进行深入研究具有重要的工程参考意义。本研究以某大跨度钢箱提篮拱桥为工程依托，对其最大索力作用时的吊杆锚固系统进行了受力特性研究和优化分析。本文主要研究内容如下： （1）采用有限元计算的方法对该桥最大索力作用时吊杆锚固系统进行了受力特性仿真分析。研究表明：耳板和吊杆横隔板是吊杆锚固系统中主梁锚固区和拱肋锚固区关键的传力构件，耳板孔内壁和销轴侧壁上有明显的应力集中现象，吊杆横隔板以锚垫板为中心成马鞍状内弯变形，锚垫板覆盖范围与下加劲肋空间布置之间的关系对拱肋锚固区变形影响较大。 （2）在受力特性基础上对锚固区设计参数进行了敏感性分析，筛选出对于结构应力、变形以及材料用量起到控制性作用的参数，为后文优化分析做前期准备。研究表明：在主梁锚固区，耳板孔直径、加劲环外径、耳板厚度、加劲环厚度是耳板应力与材料用量的控制性参数；在拱肋锚固区，锚垫板厚度、锚垫板外直径、上下加劲肋板厚度、上加劲肋倒角半径、下加劲肋间距是吊杆横隔板应力、变形以及材料用量的控制性参数。 （3）采用基于响应面的多目标寻优算法和加权赋值的筛选方法对吊杆锚固系统进行了旨在增加结构安全度和经济性的优化分析，主梁和拱肋锚固区综合优化幅度分别达到了14%和7.3%。研究表明：该方法应用于此锚固结构可取得显著的优化效果；基于“最佳空间填充设计法-遗传聚合响应面”和 “中心复合设计法-Kriging响应面”的多目标遗传优化算法适用于实际工程中类似结构的优化设计。 |
| 作者： | 张浩 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 胡隽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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