常用跨徑橋梁上部結構優(yōu)化設計.pdf

1、以往的優(yōu)化設計都是在滿足單梁承載力要求的約束條件下,以造價最低、用料最省為目標進行結構優(yōu)化,結果橋梁截面尺寸偏小,不能滿足交通量的增長,造成今天的諸多隱患.在現(xiàn)今社會的經濟條件下,橋梁設計應該在滿足現(xiàn)行《橋規(guī)》設計荷載標準的前提下,適當提高橋梁的承載能力,增強其使用性能,而不是一味地強調造價最低,這就是橋梁結構優(yōu)化的內涵.橋梁上部結構的損壞造成了其使用壽命的縮短,本文針對這一問題,作了詳細的調研,并在此基礎上對上部結構產生病害的原因進行

2、了分析.橋梁局部損壞較嚴重,主要原因是主梁截面尺寸過小、肋板過于薄弱,造成單梁抗扭剛度不足;保護層厚度不夠導致鋼筋外露引起銹蝕,降低了橋梁的耐久性;各主梁采用橫隔梁連接成整體,橫隔梁的剛度越大,橋梁的整體性越好,但調查結果顯示,實際情況中并不能達到理想的整體剛度.找到更能發(fā)揮鋼筋混凝土結構的長處、彌補其不足的方法已經迫在眉睫.所有資料表明,設計者普遍重視的是橋梁的抗彎和抗剪承載力,這些方面的理論研究已經比較成熟,但在橋梁的抗扭承載力方面

3、則很少有人問津.由橋梁現(xiàn)狀調查結果顯示,在上述這種理論指導下設計的橋梁的諸多病害已經顯露出來,因此在注重抗彎抗剪的同時,也應注重橋梁的抗扭性能.現(xiàn)有常用跨徑橋梁的截面形式多為以下幾種:T形梁、I形梁、板式截面和箱形截面等,板式截面和箱形截面與T形梁和I形梁這些開口截面相比其抗扭能力更強;但板式截面的自重要比T形梁的自重大得多.綜合二者之優(yōu)缺點,本課題選取T梁截面形式,用增大其細部尺寸的方法,以提高抗扭承載力為目標,滿足彎剪等承載力要求為

4、約束條件進行主梁截面的優(yōu)化.在用橫向分布理論計算單梁扭矩過程中,針對現(xiàn)有常用跨徑橋梁的截面形式和橫向連接狀況,選取了兩種計算理論:剛性橫梁法和鉸接梁(板)法,利用結構優(yōu)化設計原理,建立主梁承載力的數(shù)學模型,選擇合適的優(yōu)化計算方法,得出在滿足彎剪扭承載力要求時主梁的細部尺寸.肋寬增大后可以從截面形式上作適當?shù)母淖?改單肋為雙肋,這樣既達到美觀的效果又增強了梁在運輸施工過程中的穩(wěn)定性.最后以常用跨徑中的20m跨徑鋼筋混凝土簡支梁橋為例對優(yōu)化