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《长沙理工大学》 2007年
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斜拉桥索力优化及程序设计

李波  
【摘要】: 斜拉桥作为一种由索、塔和梁组成的组合体系桥梁结构,以其跨越能力大,结构新颖而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一。斜拉索是斜拉桥的重要组成部分,它承担了施工阶段和成桥后正常运营阶段的大部分荷载,索力合理与否直接决定了斜拉桥施工阶段结构的受力安全和成桥后结构内力的合理分布。 斜拉桥索力的正确确定是实现合理成桥状态的首要任务,通过调整索力来改变结构的受力分配,对优化其受力尤其重要。本文在分析国内外各种斜拉桥索力优化方法的基础上,按照平面杆系有限元理论建立模型,依据影响矩阵理论以斜拉桥结构的弯曲应变能最小为目标函数,并以斜拉索的疲劳可靠度目标作为约束条件,得出实现斜拉桥合理索力的确定方法。 在推导作为约束条件的疲劳可靠度公式时,依据等效疲劳损伤原理,将车辆荷载等效为模型车辆荷载频值谱;利用蒙特卡罗法随机抽样模拟出斜拉索的应力时程;假定结构疲劳寿命服从威布尔分布,推导出拉索的疲劳可靠度公式。 在上述理论方法的基础上,采用面向对象的编程语言FORTRAN编制了索力优化设计软件GPOM,该程序可以方便、快捷地分析计算斜拉桥施工初张力。并以株洲市芦凇大桥主桥部分为算例,对程序的可靠性和有效性进行了验证。同时分别考虑主塔、主梁部分的弯曲、拉压应变能对斜拉桥整体受力性能的影响得出了优化索力,并由此进行了一系列相关分析,结果表明索力优化能明显改善斜拉桥主梁的受力性能。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U448.27

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