剛構(gòu)體系斜拉橋索力優(yōu)化方法與動(dòng)力性能研究.pdf

1、剛構(gòu)體系斜拉橋是斜拉橋中最常見(jiàn)的橋型，在中國(guó)的應(yīng)用也比較廣泛。斜拉索的使用年限通常在8到15年，對(duì)于斜拉橋，換索在其使用周期中大概要進(jìn)行10次左右，因此斜拉橋換索過(guò)程中索力的確定工作自然成了關(guān)鍵問(wèn)題。此外由于該種斜拉橋不同于普通斜拉橋，其自振周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其它種類(lèi)的獨(dú)塔、多塔斜拉橋。索力優(yōu)化之后其在地震荷載、移動(dòng)荷載下的反應(yīng)問(wèn)題，也有必要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究，以解決該橋型在設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，尤其是在汽車(chē)行駛過(guò)程中橋梁明顯震動(dòng)的問(wèn)題。
　　

2、 對(duì)于剛構(gòu)體系斜拉橋換索索力的優(yōu)化，目前國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有針對(duì)這個(gè)橋型的研究。由于該橋型的特殊性即橋梁的整體剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他種類(lèi)的斜拉橋，故在換索過(guò)程中僅僅考慮令主梁的線形達(dá)到目標(biāo)線形或?qū)χ髁?、主塔的彎曲?yīng)變能進(jìn)行單一的優(yōu)化是不科學(xué)的。這是因?yàn)閯倶?gòu)體系斜拉橋的剛度過(guò)大，微小的強(qiáng)制位移也能產(chǎn)生很大的應(yīng)力變化。本文所采用方法的特點(diǎn)是針對(duì)該橋型的特點(diǎn)即考慮了橋梁的應(yīng)變能同時(shí)又考慮了索錨固點(diǎn)的撓度限制，使其在一個(gè)特定的范圍之中。采用的方法是利用數(shù)學(xué)

3、上關(guān)于有約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化方法，利用余能定理，綜合考慮了主梁的撓度和應(yīng)力，進(jìn)而得出最優(yōu)索力，突破了以往很多在既有斜拉橋換索過(guò)程中，只考慮撓度或應(yīng)力的優(yōu)化方法。另外可以將對(duì)主梁位移的約束用不等式表示，這樣可以使設(shè)計(jì)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定主梁標(biāo)高的范圍。
　　 對(duì)于剛構(gòu)體系斜拉橋的動(dòng)力性能研究，本文采用彈性時(shí)程分析方法，首次分析了換索前后斜拉橋在動(dòng)力荷載下的反應(yīng)，指出了由于剛構(gòu)體系斜拉橋索力改變引起的幾何非線性效應(yīng)較小，索力的優(yōu)化基本不