鋼桁梁斜拉橋成橋索力優(yōu)化的實用算法
本文選題:鋼桁梁斜拉橋 + 合理成橋狀態(tài); 參考:《鐵道學報》2014年06期
【摘要】:根據影響矩陣原理對斜拉橋3種成橋狀態(tài)(塔直梁平狀態(tài)、塔梁彎曲能量最小狀態(tài)和塔直中跨梁平狀態(tài))索力進行計算。分析表明,塔直中跨梁平狀態(tài)能更好地在保證索力分布均勻的同時使得塔梁變形趨于最小。在塔直中跨梁平狀態(tài)的基礎上,本文提出一種簡單實用的成橋索力優(yōu)化新算法,該算法可避免常規(guī)計算時大型單元內力矩陣的計算和提取,無需編程。利用該算法對某鐵路鋼桁梁斜拉橋進行分析計算,通過與設計成橋索力的比較,證明計算結果的準確性;同時,基于對稱原則將索力求解模型進一步簡化后,有限元分析時可省略主塔建模過程,僅以主梁、拉索為分析對象便可快速得到一組準確可靠的對稱索力。實橋驗算結果表明,當拉索布置關于主塔對稱時,對于鋼箱梁斜拉橋該算法也具有很好的適用性。
[Abstract]:According to the principle of influence matrix, the cable forces of cable-stayed bridge in three kinds of bridge states (the state of tower straight beam, the state of minimum bending energy of tower beam and the state of horizontal state of tower straight mid-span beam) are calculated. The analysis shows that the flat state of the straight span beam of the tower can ensure the uniform distribution of the cable force at the same time the deformation of the tower beam tends to be minimized. This paper presents a simple and practical new algorithm for bridge cable force optimization on the basis of the horizontal state of the tower straight span beam. This algorithm can avoid the calculation and extraction of the internal force matrix of large elements in the conventional calculation without the need of programming. The algorithm is used to analyze and calculate the cable force of a railway steel truss girder cable-stayed bridge, and the accuracy of the calculation result is proved by comparing with the designed cable force, at the same time, the cable solution model is further simplified based on the symmetry principle. In finite element analysis, the modeling process of the main tower can be omitted, and a group of accurate and reliable symmetrical cable forces can be obtained quickly by using only the main beam and the cable as the analytical object. The results show that the algorithm is also suitable for cable-stayed bridges with steel box girder when the cable arrangement is symmetrical to the main tower.
【作者單位】: 中南大學土木工程學院;高速鐵路建造技術國家工程實驗室;
【基金】:國家自然科學基金(51178471,51322808) 教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET-12-0550)
【分類號】:U448.27
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本文編號:1868502
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