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基于可靠度的连续刚构桥双薄壁墩优化设计

张会杰  
【摘要】: 一个好的设计方案应当使结构在设计基准期内以最经济的途径来满足其功能要求。结构安全的含义从概率意义上理解才更符合实际,人们基于这一思想寻求结构最优解的合理方法,就是基于可靠度的结构优化方法。基于可靠度的结构优化是结构可靠度分析和优化两种技术的综合。 连续刚构桥能满足特大跨径桥梁的跨越及受力要求,可以不设支座、施工方便,具有无伸缩缝、行车平顺的优点,成为建造大跨度桥梁中广泛采用的结构形式之一。连续刚构桥的高墩中,双薄壁墩比单墩能提高桥墩抗弯刚度,纵向允许较大变位,横向抗扭能力增强,并增加桥梁美感;但其设计难度较大,设计参数往往由经验选取,带有主观性和盲目性。 本文首先回顾当前连续刚构桥双肢薄壁墩的参数优化方法,然后研究了连续刚构桥双肢薄壁墩的设计方法,主要探讨了其受力最危险状态、纵向抗推刚度和抗弯刚度的要求、稳定问题以及横系梁的设置对桥墩受力和稳定的影响;接着介绍结构优化设计和可靠度设计的现况与软件ANSYS的实现方法;在此基础上,运用ANSYS的优化设计工具模块对某连续刚构桥双薄壁墩实例几何参数进行优化,最后利用ANSYS的可靠性计算模块验算了双薄壁墩的可靠性概率。


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