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1-128m系杆拱桥成桥及施工阶段索力优化研究
| 论文题名： | 1-128m系杆拱桥成桥及施工阶段索力优化研究 |
| 关键词： | 系杆拱桥;受力分析;施工阶段;索力优化 |
| 摘要： | 在系杆拱桥的组成构件中,吊杆是桥面与拱肋联系的传递构件。桥面系的恒活载都是通过吊杆传递给拱肋的,吊杆索力值影响着整个结构的受力。桥梁结构的体系确定之后,结构的受力主要是由吊杆索力值来决定,可以通过调节吊杆索力值来改变结构的受力状态。因此进行系杆拱桥索力优化对结构受力来讲是很有必要的。系杆拱桥的索力优化不仅要满足成桥状态受力合理,还要保证施工及运营阶段的安全,故进行施工阶段合理索力确定也是很重要的。 本文以跨乌鲁木齐河特大桥1-128m系杆拱桥施工监控为工程背景,对其成桥状态下的合理恒载索力进行了优化研究,探讨分析了施工阶段的合理施工索力,主要进行了如下工作: (1)阐述了系杆拱桥的分类和特点,简要介绍了索力优化的概念。 (2)介绍了跨乌鲁木齐河特大桥1-128m系杆拱桥有限元模型建立过程,利用有限元软件Midas/Civil建立计算模型。总结了近年来成桥恒载索力优化方法研究现状,并对各种方法进行了对比,分析了其优缺点。总结归纳了系杆拱桥合理施工索力确定的方法,并对每种方法进行了评述。 (3)运用有约束的最小能量法来进行跨乌鲁木齐河特大桥1-128m系杆拱桥索力优化,目标函数选系杆拱桥主梁和拱肋的拉压及弯曲应变能之和,以吊杆索力上下限及主梁弯矩为约束条件,利用二次规划法对成桥吊杆力进行调整,借助 Matlab优化工具箱来编写计算程序进行求解,从而求得满足控制条件的合理成桥索力。 (4)以刚性支承连续梁法计算确定吊杆初次张拉索力,并对计算结果进行了分析,指出了算法的不合理性;拟定了两种吊杆张拉顺序,利用正装迭代法计算吊杆合理施工索力,对计算结果进行分析,探讨了不同张拉顺序的优缺点;运用影响矩阵法来确定施工阶段第二次吊杆张拉力,成功实现了吊杆仅需要张拉两次就可以使吊杆索力达到成桥设计值。 (5)阐述了相似理论的概念;根据相似理论,按1/16的相似比制作了跨乌鲁木齐河特大桥1-128m系杆拱桥缩尺模型,对缩尺模型进行合理成桥索力及合理施工索力确定;经过缩尺模型索力张拉试验,采集索力及应力数据,对实测值与理论值进行比较。 最后对本文的主要结论和创新点进行了阐述,且对未来的研究工作进行了展望。 |
| 作者： | 代金鹏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王起才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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