剛構體系斜拉橋索力優(yōu)化方法與動力性能研究.pdf

1、剛構體系斜拉橋是斜拉橋中最常見的橋型，在中國的應用也比較廣泛。斜拉索的使用年限通常在8到15年，對于斜拉橋，換索在其使用周期中大概要進行10次左右，因此斜拉橋換索過程中索力的確定工作自然成了關鍵問題。此外由于該種斜拉橋不同于普通斜拉橋，其自振周期遠遠小于其它種類的獨塔、多塔斜拉橋。索力優(yōu)化之后其在地震荷載、移動荷載下的反應問題，也有必要進行專門的研究，以解決該橋型在設計中存在的問題，尤其是在汽車行駛過程中橋梁明顯震動的問題。
　　

2、 對于剛構體系斜拉橋換索索力的優(yōu)化，目前國內(nèi)外都沒有針對這個橋型的研究。由于該橋型的特殊性即橋梁的整體剛度遠遠大于其他種類的斜拉橋，故在換索過程中僅僅考慮令主梁的線形達到目標線形或?qū)χ髁?、主塔的彎曲應變能進行單一的優(yōu)化是不科學的。這是因為剛構體系斜拉橋的剛度過大，微小的強制位移也能產(chǎn)生很大的應力變化。本文所采用方法的特點是針對該橋型的特點即考慮了橋梁的應變能同時又考慮了索錨固點的撓度限制，使其在一個特定的范圍之中。采用的方法是利用數(shù)學

3、上關于有約束非線性規(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力，進而得出最優(yōu)索力，突破了以往很多在既有斜拉橋換索過程中，只考慮撓度或應力的優(yōu)化方法。另外可以將對主梁位移的約束用不等式表示，這樣可以使設計人員根據(jù)經(jīng)驗設定主梁標高的范圍。
　　 對于剛構體系斜拉橋的動力性能研究，本文采用彈性時程分析方法，首次分析了換索前后斜拉橋在動力荷載下的反應，指出了由于剛構體系斜拉橋索力改變引起的幾何非線性效應較小，索力的優(yōu)化基本不