矮塔斜拉桥结构合理成桥状态索力优化及参数研究

论文摘要

随着桥梁技术的不断发展,出现了许多新型的桥梁结构。矮塔斜拉桥就是近年来出现的一种新型桥梁结构形式。这种桥型是介于常规斜拉桥与梁桥之间的一种组合体系桥梁,使得梁桥的跨径得以延长。由于其具由于优越的结构性能和良好的经济特性,在世界各国得到广泛的应用,但理论研究则略显不足,本文针对此类桥型的若干问题展开研究。矮塔斜拉桥合理成桥状态的确定是矮塔斜拉桥设计中的关键问题,而矮塔斜拉桥的设计也往往是从确定成桥状态开始的。关于确定预应力混凝土斜拉桥的成桥状态的几种方法各有自己的优缺点,本文在分析总结前人研究成果的基础上,提出综合运用零位移法和弯矩可行域法来确定斜拉桥的合理成桥状态,将综合优化方法应用于实际工程,得到实桥的合理成桥状态,证明了该方法思路清晰、调整灵活的特点。矮塔斜拉桥总体布置中,设计参数需要仔细考虑。本文通过统计国内外已建在建桥梁,总结结构参数范围,通过调整不同的塔高,对矮塔斜拉桥的结构内力及变形的影响进行了分析,进而得出了矮塔斜拉桥的有效塔高可以在原实桥基础上降低4m。说明可以在不改变主梁参数的基础上,通过调整索力,降低塔高。矮塔斜拉桥设计中的一些问题,是常规斜拉桥设计中不曾面临的。本文将矮塔斜拉桥结构布置参数、索力优化成果嵌入设计流程,得到了矮塔斜拉桥设计流程图。减少了设计的反复次数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 矮塔斜拉桥的起源和发展
• 1.1.1 矮塔斜拉桥概述
• 1.1.2 矮塔斜拉桥的发展
• 1.2 矮塔斜拉桥的研究现状及存在的问题
• 1.2.1 矮塔斜拉桥合理成桥状态的索力优化
• 1.2.2 矮塔斜拉桥结构参数优化
• 1.2.3 矮塔斜拉桥的设计方法
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 矮塔斜拉桥合理成桥状态的索力优化
• 2.1 概述
• 2.2 矮塔斜拉桥合理成桥状态的综合优化方法
• 2.2.1 零位移法
• 2.2.2 主梁可行域法
• 2.2.3 影响矩阵基本原理
• 2.2.4 综合优化方法
• 2.3 算例
• 2.3.1 工程概况
• 2.3.2 有限元模拟
• 2.3.3 合理成桥状态
• 2.4 小结
• 第三章 矮塔斜拉桥结构参数研究
• 3.1 矮塔斜拉桥总体布置参数
• 3.1.1 主梁参数
• 3.1.2 主梁截面形式
• 3.1.3 塔的形式
• 3.1.4 拉索参数
• 3.2 塔高优化
• 3.2.1 算例
• 3.2.2 塔高拟定
• 3.2.3 计算结果及对比分析
• 3.3 小结
• 第四章 矮塔斜拉桥的设计方法
• 4.1 设计过程及内容
• 4.2 矮塔斜拉桥设计流程图
• 4.3 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢