基于优化理论的稳定型悬索桥有限元分析
【摘要】:本论文在现有悬索桥研究成果的基础上,尤其是稳定型悬索桥研究成果的基础上,针对稳定型悬索桥如何进行合理设计的难点问题,结合桥的结构形式及受力特点,应用非线性有限元理论与结构优化理论相结合的方法,先运用ANSYS通用软件实现了对桥的静动力有限元分析,进一步提出实现求解稳定型悬索桥结构优化问题的分析策略,借助ANSYS的优化设计功能实现了桥的静力优化计算,并对优化前后的静动力特性进行了对比研究,得到了有实际意义的结果。
结合稳定型悬索桥的结构形式及受力特点,对缆索、倒缆索和吊杆、倒拉杆采用空间杆单元模拟;对加劲梁和索塔采用空间梁单元来模拟;以此建立由索塔、缆索、倒缆索、吊杆、倒拉杆和加劲梁组成的整桥空间分析有限元模型。
利用大型通用软件ANSYS强大的非线性有限元分析功能及优化设计功能,采用ANSYS参数化设计语言APDL,采用连续设计变量的优化方法,同时考虑结构的几何非线性,从以下三个层次和方面入手对稳定型悬索桥进行优化:
一是稳定型悬索桥成桥前阶段,也即普通悬索桥的形成阶段,建立普通悬索桥的参数化模型,以缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力为设计变量,以缆索、吊杆、加劲梁和塔的应力限值以及吊杆的张拉力尽量均匀等为约束,使普通悬索桥承受作用于跨中的最大的200kN活载时,整个桥梁的变形最小为优化的目标,通过这一阶段的优化,便可确定在稳定型悬索桥成桥时的缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力;
二是稳定型悬索桥成桥阶段,即设置倒缆索和倒拉杆形成稳定型悬索桥的阶段,将前一阶段优化后的缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力输入稳定型悬索桥的参数化模型中,再以倒缆索的初张力、倒拉杆长度和倒拉杆的初张力为设计变量,以吊杆、倒拉杆尽量均匀的张拉力和缆索、倒缆索、吊杆、倒拉杆、加劲梁和塔的应力限值为约束,使稳定型悬索桥承受自身恒载作用时,即不承受作用于跨中的最大的200kN活载时,整个桥梁的变形最小为目标进行优化;
三是稳定型悬索侨的全局优化,参考前面两个阶段的优化结果,可以确定缆索的初张力、吊杆长度和吊杆的初张力以及倒缆索的初张力、
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1 |
;美国弗里芒特钢拱桥悬吊架设法[J];桥梁建设;1974年04期 |
2 |
陈炳坤;美国一座悬索桥的检修和加固[J];世界桥梁;1981年03期 |
3 |
严国敏;香港青马大桥与江阴长江公路大桥悬索桥方案简介[J];桥梁建设;1992年04期 |
4 |
甘国林;;斜拉桥的近似计算(上)[J];中外公路;1992年05期 |
5 |
高小云;;日本Konohana桥[J];中外公路;1993年01期 |
6 |
刘世林;系杆拱挠度近似计算公式[J];世界桥梁;1994年02期 |
7 |
张子华,颜大椿,叶琦,黄翔宇;虎门悬索桥加劲梁气动剖面静力特性实验研究[J];中国公路学报;1995年01期 |
8 |
陈忠延;悬索桥的侧向风载效应[J];重庆交通学院学报;1995年04期 |
9 |
郑宪政;大跨悬索桥加劲梁架设过程静力特性分析[J];公路;1996年02期 |
10 |
郑宪政;悬索桥加劲梁架设过程中动力特性分析[J];公路;1996年10期 |
11 |
胡兆同,刘健新;明石海峡大桥的施工特点[J];国外公路;1997年06期 |
12 |
陈炳坤,周履;悬索桥空气弹性稳定性的简化分析[J];国外桥梁;1997年01期 |
13 |
杨兴其,岳建光,弓海生;信阳南湾悬索桥设计要点[J];河南交通科技;1997年05期 |
14 |
唐伟亮;浅析大跨度悬索桥概算的编制[J];铁路工程造价管理;1998年04期 |
15 |
郑远鹄;谢邦珠;林其均;朱栓来;;重庆鹅公岩长江大桥竞标方案的几个特点[J];西南公路;1998年02期 |
16 |
肖恩源;悬挂索等效轴向刚度在吊桥加劲梁安装计算中的应用[J];公路;1999年06期 |
17 |
王福敏,韩道均,欧明星;重庆长江鹅公岩大桥结构设计(投标)方案构思[J];重庆交通学院学报;1999年01期 |
18 |
王磊,胡定成;瑞典霍加库斯腾桥的设计与施工[J];国外桥梁;2000年01期 |
19 |
艾国柱,夏华晞;悬索桥的加劲桁架——明石海峡大桥加劲桁架和加劲箱梁的比选[J];国外桥梁;2000年04期 |
20 |
吴冲,曾明根,曹劲松,邵长宇;PC箱梁与钢桁架组合加劲梁斜拉桥的刚度与稳定分析[J];钢结构;2002年05期 |
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