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白沙河大桥成桥及施工阶段索力优化研究

作　者: 韩永华
导　师: 王荣辉
学　校: 华南理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 索力优化 成桥状态 有约束最小能量法 施工阶段 吊杆张拉力 影响矩阵法
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


以往索力优化的研究主要集中在斜拉桥中,有关系杆拱桥吊杆索力优化研究的文献却很少见,斜拉桥中斜拉索的索力优化理论与方法能否直接应用到系杆拱桥吊杆的索力优化之中,值得进一步的研究,同时也具有现实的工程意义。倘若用斜拉桥斜拉索索力优化理论与方法很好地优化广州地铁六号线主桥白沙河大桥成桥状态的吊杆索力,使结构受力性能得以改善,那么对工程的建设也具有非常重要的现实意义。同时也说明,斜拉索索力优化的理论与方法能应用到系杆拱桥吊杆索力优化之中。本文以正在建设中的广州地铁六号线浔峰岗至河沙入洞口段主桥白沙河大桥为工程背景,对其成桥状态下的恒载索力优化进行了研究,对施工阶段的吊杆索力进行了确定。主要完成以下工作:(1)总结归纳近年来索力优化计算理论方法的研究状况,在此基础上为本文的索力优化计算奠定理论基础。(2)介绍了白沙河大桥有限元计算模型的建立过程,借助桥梁专业有限元计算软件MIDAS/CIVIL建立平面计算模型。介绍几种常用的方法,并运用这些计算方法对白沙河大桥成桥吊杆索力进行优化,得到的吊杆张拉力与成桥吊杆力的趋势基本一致但吊杆张拉力值并不理想。(3)本文运用有约束最小能量法优化成桥索力。以系杆拱桥拱肋和主梁的拉压及弯曲应变能之和为目标函数,以指定节点位移、截面弯矩及吊杆索力上下限为约束条件,采用二次规划法对成桥吊杆力进行调整,利用MATLAB优化工具箱编写计算程序进行求解,得出满足控制条件的平面纵向优化索力。(4)运用影响矩阵法来确定施工阶段第二次吊杆张拉控制力,实现了仅张拉吊杆两次的情况下,就使各吊杆索力达到成桥状态设计值。也为施工监控提供了理论依据。本文针对国内少有的刚构钢箱单肋系杆拱桥,采用有约束最小能量法计算了成桥状态索力,运用影响矩阵法实现了单肋拱桥施工阶段吊杆张拉力的计算。为预制拼装类施工的单肋拱桥吊杆张拉提供了实践经验。

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 斜拉桥
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