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大跨钢管混凝土刚架系杆拱桥主拱优化设计
| 论文题名： | 大跨钢管混凝土刚架系杆拱桥主拱优化设计 |
| 关键词： | 钢管混凝土结构;刚架系杆拱;拱桥;优化设计;有限元分析 |
| 摘要： | 刚架系杆拱是在钢管混凝土拱桥中出现的新桥型。与拱梁组合体系不同，刚架系杆拱中拱肋和桥墩固结，不设支座，采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡拱的推力。下承式刚架系杆拱是一种自平衡的桥梁，它无需副跨，又能有较大的跨越能力，因此在跨越铁路、公路和河流时，具有很强的竞争力。 拱体系是钢管混凝土的重要应用领域。目前，国外对钢管混凝土拱桥拱肋线形和拱肋截面的优化设计研究不多，国内对钢管混凝土拱桥拱肋优化的研究多以拱轴线线形为主，但对拱肋截面优化的相关文献却较少。截面取值大多靠以往的设计经验，钢管混凝土拱桥方面还没有针对性的专项规范可依，存在设计时比较保守的问题。本文以一座下承式刚架系杆拱桥为工程背景，以拱肋的综合造价为目标函数，运用ANSYS有限元软件的分析优化功能对拱肋的线形及截面进行优化，可供实际工程设计参考。 本文主要工作： （1）从理论和实际分析钢管混凝土拱桥拱轴线和截面尺寸的参数选取； （2）建立ANSYS有限元分析模型，按其施工过程进行分析； （3）以拱肋、吊杆和系杆的综合造价总和为目标函数，以拱肋稳定承载力、局部承载力、活载引起的挠度、钢管和混凝土的应力为约束条件基于优化理论建立优化数学模型； （4）基于ANSYS二次开发的APDL语言，编制优化程序，对该桥的拱肋线形和截面进行优化； （5）将优化结果用Midas/civil程序进行全面检算，以验证优化结果的合理性及可靠性。 |
| 作者： | 刘桂林 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 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： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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