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预应力钢—混组合箱梁受力分析及设计参数优化研究
| 论文题名： | 预应力钢—混组合箱梁受力分析及设计参数优化研究 |
| 关键词： | 组合桥梁;预应力钢—混组合箱梁;截面设计;优化设计;参数优化;受力分析;力学特性 |
| 摘要： | 在现代桥梁工程中，继钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢结构以及砖石混凝土结构之后，钢-混组合结构已成为第五大类结构。钢-混组合结构同钢结构相比可以节省用钢量和增强耐久性等，同混凝土结构相比可以大大减轻自重、减小结构尺寸、方便施工。但迄今为止，国内外学者对预应力钢-混组合箱梁研究较少，对其截面参数的取值国内现行的规范也没有明确的规定，这严重影响了预应力钢-混组合箱梁的研究和发展。 本文以内蒙古省道216线星光互通连接线跨线桥为背景，对预应力钢-混组合箱梁的力学特性进行分析。同时结合优化设计思想，建立了组合箱梁截面参数优化设计模型，利用MATLAB软件进行设计截面优化计算。 1.通过预应力钢-混组合箱梁的抗弯性能、抗扭性能、抗剪性能、稳定性能、箱梁剪力连接件等几个方面的研究，推导了设计变量在界限范围内，满足抗弯、抗剪、抗扭及局部稳定性等性状约束条件的约束方程。 2.采用非线性优化理论，通过对截面设计参数优化计算结果的对比分析和归纳总结，给出了预应力钢-混组合箱梁初步设计时，对应于不同参数截面设计变量的粗略优化取值范围。分析了随弯矩、混凝土翼板厚度等，优化设计变量的变化规律和敏感度。给出了优化参数之间的关系，编写了优化设计程序，使该类桥设计更加科学、更为经济。 3.通过利用大型有限元程序ANSYS，对预应力钢-混组合箱梁和普通钢-混组合箱梁的力学性能做对比分析，给出在不同跨径，不同腹板厚度情况下，预应力对两种不同结构刚度的贡献。 通过设计参数优化的关键技术进行研究，必将为工程建设中的预应力钢-混组合箱梁桥设计、施工提供理论支撑；同时能够解决实际工程设计、施工和维护管理中的关键问题，补充现行规范规程，充分发挥其经济效益。 |
| 作者： | 王军 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郝宪武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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