文档介绍：密级：公开
论文类型：基础研究
工程硕士学位论文
拱塔斜拉桥的索力优化
Cable Force Optimization in Arch Tower Cable-stayed Bridge
培 养 单 位：土木工程学院
专 业 领 域：建筑与土木工程
学 生 姓 名：岳 鸿 志
校 内 导 师：安蕊梅 副教授
校 外 导 师：金凤温 教授级高工
二○一六年六月
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师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，也不包含为
获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志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。
签 名： 日 期：
摘 要
拱塔斜拉桥作为一种新形式的桥梁，其受力情况更加复杂，国内外对其索
力优化这方面的文献比较少，值得进一步研究。如果能够对拱塔斜拉桥的索力
进行优化，并改善结构的受力性能，那么对实际的工程建设具有非常重要的意
义。
本文以辽宁省朝阳市新城东街大桥为工程背景，对拱塔斜拉桥成桥状态的
索力进行了优化研究，并计算了在施工阶段拉索的初拉力。主要完成了以下工
作：
(1)总结概括了国内外斜拉桥的发展概况和拱塔斜拉桥的工程实例。
(2)总结归纳了斜拉桥索力优化的研究现状，为本文的索力优化提供理论基
础。
(3)利用 Midas/Civil 建立新城东街大桥的有限元模型，利用未知荷载系数法，
对拱塔斜拉桥的索力进行优化。
(4)运用应变能最小法，以主梁和拱塔的弯曲及拉压应变能之和最小为目标
函数，以主梁和拱塔的弯矩、轴力、位移以及拉索的拉力为约束条件，利用 Matlab
进行计算求解，得到满足约束条件的优化索力。
(5)将约束条件改变为主梁与拉索结点处位移为零，再进行优化求解。将三
种优化索力与设计索力比较。
(6)运用影响矩阵法求解施工阶段中拉索的初拉力，实现了通过一次张拉，
使得索力达到成桥状态设计值。
本文通过对新城东街大桥成桥状态的索力优化和施工阶段初拉力的求解，
为以后的工程建设提供了依据。
关键词：拱塔斜拉桥；索力优化；应变能；影响矩阵法；初拉力
Abstract
The arch tower cable-stayed bridge as a new form of bridge，the stress
distribution is more complicated. The cable force optimization deserves further
research because domestic and overseas literature in this area is relatively scarce. If
the arch tower cable-stayed bridge can be optimized and improve the mechanical
performance of the structure, it is of great significance to the actual engineering
construction.
Based on the engineering background of Town E