鋼管混凝土拱橋拱肋線形的設(shè)計優(yōu)化.pdf

1、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。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為依托，運用ANSYS有限元軟件對拱橋的預拱度進行優(yōu)化分析，同時利用MATLAB語言的優(yōu)化工具箱對拱軸線進行優(yōu)化，可供實際工程設(shè)計參考。 本文主要從以下幾個

2、方面進行研究： 1．介紹了鋼管混凝土拱橋的工作機理、發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀，并詳細分析比較了幾種常用拱軸線的線型。 2．基于預拱度的設(shè)計原理，分析了鋼管混凝土拱橋拱肋預拱度設(shè)置方法及影響因素，并以實際工程中的鋼管混凝土拱橋為例，比較了各種設(shè)置方法的具體適用情況。 3．以實際工程為背景，運用ANSYS有限元軟件，建立了鋼管混凝土拱橋模型，并對其進行施工模擬。 4．本文按照拱橋系桿的施工加載順序，利用空間有限元軟

3、件對鋼管混凝土拱橋在自重作用下的預拱度進行了優(yōu)化。經(jīng)分析比較，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，運用ANSYS有限元軟件對鋼管混凝土拱橋的拱軸線形進行優(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語言對鋼管混凝土拱橋拱軸線進行優(yōu)化，優(yōu)化后的結(jié)點最大偏離量比優(yōu)化前的最大偏離量減小了25.0％，效果比較明顯。分析表