大跨度多肢钢管混凝土拱桥主拱构造优化研究

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1、分类号U448.22单位代码10618密级学号106260127硕士学位论文论文题目：大跨度多肢钢管混凝土拱桥主拱构造优化研究　StudyonArchStructureOptimizationof　Long-spanCFSTArchBridge研究生姓名：黄泽权导师姓名、职称：周水兴教授、博士申请学位门类：工学专业名称：桥梁与隧道工程论文答辩日期：2009年4月11日学位授予单位：重庆交通大学答辩委员会主席：陈山林教授评阅人：陈山林教授张敏副教授2009年4月重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所

2、呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日……………………………………………………………………………………………本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库

4、出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要钢管混凝土拱桥因其较好的解决拱桥吊装重量和跨度的矛盾，是近二十年来发展最为迅速的桥梁结构之一，至2005年，国内已建成跨度为460m的钢管混凝土拱桥，而且跨度和数量仍在不断增大之中。我国在钢管混凝土拱桥的修筑技术上已处于世界领先水平，但是，传统设计方法追求的是一个满足设计规范条件下的最低水平设计，而不是最优设计，特别是多肢桁式拱肋的设计，如果按照设计规范条件下的最低水平设计，可能会使拱肋自重增加很多，这样既不经济又给施

5、工带来不便。本文结合在建的小河特大桥（主拱肋为净跨338m的六肢上承式钢管混凝土拱桥）开展以下研究工作：1.根据满应力优化设计理论，建立钢管混凝土拱桥截面优化目标函数及约束条件；2.利用强大的有限程序ANSYS建立小河特大桥拱肋截面优化模型主拱肋进行截面优化，得出相应的最优拱肋截面；3.建立最优拱轴线的数学模型，计算出特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标；4．根据拱脚、1/8、1/4、3/8处的压力线坐标利用三次样条插值函数进行曲线拟合得出拱轴线分段函数，利用分段插值函数进行分析比较；5利用有限

6、元程序ANSYS对优化前后模型进行强度、刚度、稳定性进行分析比较。关键词：钢管混凝土拱桥；优化设计；满应力法；主拱构造；数学模型；插值函数ABSTRACTBecausethecontradictionbetweenhoistingweightandspanofconcretefilledsteeltube(CFST)archbridgeswascomparativelyresolved，CFSTarchbridgeshavebecomeoneofmostrapiddevelopmentbridgestru

7、cturesinlasttwentyyears.To2005，aCFSTarchbridgewithaspanof460metershasbeenbuilt.Furthermore，thespanandamountofthistypeofbridgearestillincreasing.ThebuildingtechnologyofCFSTarchbridgeinourcountryisatworldleadlevel，however，thetraditionaldesignpursuesthelowes

8、tleverratherthanthebestatthepremiseofmeettingstandard.Especialforthedesignofmore-limb-tursstypearchrib，ifweaccordtothelowestlever，therewillbenotonlyagreatwastofeconomybutalsoinconvenienceinconstruction.Thepassagecar