文档介绍：分类号:U44；U45
10710-2013121080
硕 士 学 位 论 文
双拱塔斜拉桥结构分析与参数优化研究
刘梦伟
导师姓名职称 邬晓光 教授
申请学位类别 工学硕士 学科专业名称 桥梁与隧道工程
论文提交日期 2016 年 4 月 11 日 论文答辩日期 2016 年 5 月 28 日
学位授予单位 长安大学
Study on Structure Analysis and Parameters Optimization
of Cable-stayed Bridge with Double-arch Tower
A Thesis Submitted for the Degree of Master
Candidate：Liu Mengwei
Supervisor：Prof. Wu Xiaoguang
Chang’an University, Xi’an, China
摘 要
异型斜拉桥桥塔造型独特各异，受力情况均不相同，难以给予系统的概括。国内外
关于异型斜拉桥的研究不多，因此多数情况都是针对某一特定的工程来展开研究。双拱
塔作为一种新型异型桥塔，现阶段研究成果较少。为研究双拱塔斜拉桥合理成桥索力以
及设计参数对结构的影响，本文以某双拱塔斜拉桥为工程背景，进行结构静力分析和设
计参数优化研究。本文主要内容如下：
（1）针对双拱塔斜拉桥的受力特点，采用 Midas/Civil 软件建立空间有限元模型进
行仿真分析，计算表明：成桥索力值与设计值比较相差不大。根据斜拉桥合理成桥状态
评判准则，对主梁位移、轴力、拱塔的位移、塔底弯矩等方面进行成桥状态分析，通过
改变拉索初张拉力进行结构内力优化。
（2）采用零位移法对双拱塔斜拉桥进行成桥阶段索力优化，计算结果表明：通过
控制主梁成桥线形得到的成桥状态与原设计成桥状态差别不大，能够满足工程需要。对
于塔、梁均采用钢结构的斜拉桥，可选用零位移法进行索力优化。
（3）采用影响矩阵法对双拱塔斜拉桥进行成桥阶段索力优化，以塔梁的最小拉压
应变能作为优化目标函数、运用数学软件 MATLAB 进行双拱塔斜拉桥合理成桥状态的
索力优化，解决了之前求解索力繁琐困难的问题。
（4）根据力学平衡原理和结构几何关系，首次推导给出拱塔倾角与索力之间的关
系式；采用有限元方法，从主梁位移、轴力、拱塔位移、塔底弯矩以及成桥索力等方面
研究拱塔夹角及拱塔高跨比对结构受力影响。本文计算结果表明：拱塔夹角的合理范围
45°~50°，塔的高跨比合理范围 -。这为今后同类型双拱塔