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《基于鋼管混凝土拱橋拱肋線形的設(shè)計(jì)優(yōu)化》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文鋼管混凝土拱橋拱肋線形的設(shè)計(jì)優(yōu)化姓名：趙義書申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：蔣滄如20070501中文摘要鋼管混凝土系桿拱橋是一種新穎的結(jié)構(gòu)體系，由于其獨(dú)特的受力性能和較大的跨越能力，使之在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中具有很好的優(yōu)勢(shì)。隨著跨徑的增大，其拱肋軸線在施工過程中的變形也將隨之加大，拱肋在成橋后其材料的受壓性能不能充分得到發(fā)揮。為了使成橋后的拱軸線形更加合理，本文以湖北省鄂州市南浦虹橋?yàn)橐劳?，運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)拱橋的預(yù)拱度進(jìn)行優(yōu)化分析，同時(shí)利用MATLAB語言的優(yōu)化工具箱對(duì)拱
2、軸線進(jìn)行優(yōu)化，可供實(shí)際工程設(shè)計(jì)參考。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：1．介紹了鋼管混凝土拱橋的工作機(jī)理、發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀，并詳細(xì)分析比較了幾種常用拱軸線的線型。2．基于預(yù)拱度的設(shè)計(jì)原理，分析了鋼管混凝土拱橋拱肋預(yù)拱度設(shè)置方法及影響因素，并以實(shí)際工程中的鋼管混凝土拱橋?yàn)槔?。比較了各種設(shè)置方法的具體適用情況。3．以實(shí)際工程為背景，運(yùn)用ANSYS有限元軟件，建立了鋼管混凝土拱橋模型，并對(duì)其進(jìn)行施工模擬。4．本文按照拱橋系桿的施工加載順序，利用空間有限元軟件對(duì)鋼管混凝土拱橋在自重作用下的預(yù)拱度進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)分析比較，
3、優(yōu)化后的拱軸線受力比較均勻且與壓力線偏離不大，其最大偏離量與優(yōu)化前的最大偏離量相比減小了41．2％。研究表明，運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)鋼管混凝土拱橋的拱軸線形進(jìn)行優(yōu)化是可行的，其優(yōu)化效果較好。5．本文利用三次樣條函數(shù)來逼近合理拱軸線，基于MATLAB語言對(duì)鋼管混凝士拱橋拱軸線進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的結(jié)點(diǎn)最大偏離量比優(yōu)化前的最大偏離量減小了25．O％，效果比較明顯。分析表明，該方法只需編寫比較簡單的程序代碼，即可簡便求出設(shè)計(jì)變量的最優(yōu)解，且結(jié)果可靠，計(jì)算效率高。本文的研究成果對(duì)鋼管混凝土拱橋預(yù)拱度的設(shè)置和拱軸線優(yōu)化具
4、有一定的實(shí)際工程意義和參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：鋼管混凝土拱橋；拱軸線；預(yù)拱度；優(yōu)化設(shè)計(jì)；有限元；ldatlab。AbstractTiedconcrete-filledsteeltubulararchbridges，asanovelstructuralsystem，thetiedconcrete—filledsteeltubulararchbridgehasspecialmechanicalbehaviorandlong—spanability,whichoccupiesacompetitivepositioninfi
5、eldofmodembridges．Withthespanincreasing,thearchaxialdeformationduringcourseofconstructionisalsoincreasing，thecapabilityincompressionofarchmaterialisn’tmadeuseofwell．Inordertoapproachthelogicalarchaxisafterthebridgef'mished,onthebasisofNan-pu—hongBridgeinEzll
6、otlcity,Hubeiprovince，thepre—archisoptimizedbyAnsysandtheaxialcordofarchisoptimizedbyMatlaboptimizationtoolboxbasedontheactualproject，whichisreferencedfordesigningthistypeofstructure．Mainideasofthispaperwillexpoundareasfollows：1．Thestructurecharacteristic，de
7、velopmentprocess，theresearch’sactualityabouttiedconcrete—filledsteeltubulararchbridges，andtheseveralcommonaxialcordsofarchareminutelyanalyzedandcontrasted．2．Basedonthedesignprincipleofpre—arch，thesettingmethodsandthefactorsconsideredinactualsettingofconcrete
8、-filledsteeltubulararchbridgeareintroduced,andthescopeofapplicationofthesettingmethodshasbeencontrastedbasedoiltheactualconcrete—filledsteeltubulararchbridge．3．Theanalysismodeloffiniteelementmet
