文档介绍：洒;每大学学位授予时闻:』嫂型己堕且一结构拓扑、形状和尺寸最优化方法在斜菩辩委员会主席:蓝蛋苤基控论文评佣人:—王篮擅—蕴拦一拉桥加劲梁设计中应用硕士学位论文密擐:—盐正一趣盎太坐土盔王翟芏睦童赢重酉蠹盛结拍王墨论文提空时问:垫蛭生且论文簪鼻臀剩旱嬉登厮俊籐乔学盥授予单位:扭盎太生旦篮挂割越授指导教师姓名估好剧煎擐申请学位级别·王坐亟±中国年月南京学号;.星鲤艘一胡秋香专业名称分垄母
摘要是为提高设计水平,减轻设计者的繁琐劳动。形:武,同时也证明了该双方向渐进结构优化方法的实用性,可行性。斜拉桥是高次超静定结构。斜拉桥的主梁是斜拉桥的主要承重构件之一,主粱的立面和断面构造型式,对整个体系的受力性能、行车条件、经济效益等都有直接的影响。因此,斜拉桥主梁的设计和安全在全桥中占有举足轻重的地位。然而由于斜拉桥主梁的受力条件复杂,所以对其进行结构设计比较困难。设计时都是根据经验拟定初始结构尺寸,进行多次试算取得满足条件的较优结构形式。本文进行结构优化设计就本论文结合军山长江大桥,对斜拉桥主梁进行了横向拓扑优化、纵向形状优化和尺寸优化等三个层次上的研究。主要内容有:针对传统的渐进结构优化方法的奇异性问题,提出一种基于收敛性的双方向渐进结构优化方法。该方法不仅能保证迭代收敛到最优解,而且收敛速度快,程序编制简单。谜庵只谑樟残缘乃ǚ较蚪ソ峁褂呕椒ǘ孕崩胖髁航辛撕嵯拓扑优化研究。从理论上证明了闭口箱形截面是大跨度钢斜拉桥主梁的最合理的截面莺嵯蛲仄擞呕慕峁范ㄖ髁汉峤孛嫱仄耍⑿崩诺目占浒濉梁和杆单元的组合模型,对斜拉桥主梁进行了纵向的形状和尺寸优化。目标函数为主梁横截面面积最小。研究发现,纵向肋板的间距和位置对顶板和底板的应力和位移有很大的影响。肋板间距过大,会加大顶板、底板和肋板的厚度,使结构不合理,而间距过小又会给施工带来不便。蛭P巫春统叽缬呕捎玫氖强占浼扑隳P停杂呕被贡匦虢行崩索的成桥索力优化,形状和尺寸优化与索力优化分层进行。研究表明:选择主梁横截面面积最小为目标函数,还可以减小索的用量。同时,索力优化使得索力更趋均匀。关键词:斜拉桥主梁拓扑优化形状优化尺寸优化
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论文作者┟癯到论文作者┟血蚶学位论文独创性声明:本人所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实,本人负全部责任。年月日学位论文使用授权说明:河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊馀贪电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存文件。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布ǹ授权河海大学研究生院办理。
第一章绪论斜拉桥的发展及结构特点产生很大的影响。其中一座是英国的得瑞波夫——阿比!狝浇跨越特威德河——男崩拧A硪蛔俏挥诘鹿岫鞅琅附近,跨越萨尔河——的斜拉桥,当时的技术文献都认为是由于超载协调的控制方法缺少了解。不仅理论水平低,而且当时科技水平还未能创作出作为斜在悬索桥体系中结合使用斜拉索,可以大大减小荷载引起的桥梁竖向挠度。、有限元法的出现和电算技术的发展、高强度优质型钢材的大量生产,规模试验技斜拉桥又称斜张桥,属组合体系桥梁。它的上部结构由主梁、拉索和索塔组成。斜拉桥是一种古老的桥型,它的构思可以追溯到世纪。斜拉桥的桥型虽然很早就有,但是受当时技术水平的限制,在近世纪~世纪穆に暝轮忻有得到很大发展。这主要是因为世纪初两座斜拉桥的倒塌,对当时斜拉桥的发展而引起的。法国工程师纳维叶经过调查分析后作出悬索桥比斜拉桥在力学上优越的理论,导致此后相当长一段时期内斜拉桥得不到土木工程界的青睐而发展缓慢““”。现在看来,在至世纪期间斜拉桥未能得到发展的根本原因,应该归咎于当时对斜拉桥这种高次超静定结构体系缺乏分析方法和技术理论,对其力系平衡与变形拉桥的理想材料。直到世纪年代,德国工程师迪辛格尔重新发现崩挪⒓右苑⒄埂K谏杓坪罕じ浇缭揭妆焙拥囊蛔髑攀保魅诽岢觯次世界大战结束后,由他研究、设计,并于年在瑞典建成的斯曹姆松特中崩趴J剂讼执崩诺南群印。此后,由于斜拉桥景观方面的新术和预应力混凝土技术的飞速发展以及新型施工工艺的出现,使斜拉桥在近年内获得了突破性的进展,修建数量急剧增加,跨径不断增大。自年代到年代中期,由于计算理论和计算技术等方面的限制,斜拉桥主要采用稀索体系。稀索在主梁上的间距一般为~钢粱