城市预应力混凝土连续宽箱梁桥设计参数优化研究

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1、分类号TU3学号1108521312027BEUKCtsioriitrwnmncrscriiy�wwrernK."学位论文城市预应力混凝土连续宽箱梁桥设计参数优化研究CityofprestressedconcretecontinuouswideboxgirderbridgeDesignparameteroptimizationstudy郭祎；王毅娼副教授北京建筑大学王他教抟北京法筑大学包琦玮教授级高工北京市市政工程设计研究总K:申请学位级别硕士学位类别工程硕士专业名称洼筑与土木工释年级研究生三年级论文答辩吋间2015年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2015

2、年7月答辩委员会主席秦大航教授级高级稈师论文评阅人.匿名评审北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签字：、二。日期：年(月夺^曰北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校

3、有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：校内导师签名：i敲42o1^年6月石分曰20丨[年6月沖曰校外导师签名：夕年(月二r曰摘要摘要随着现代化建设的飞速发展，对城市道路运载能力的需求与日俱增，多室多箱大悬挑臂的超静定箱型梁以其在拉压和弯扭上的优势越来越多的被应用在设计中。随

4、着桥梁宽度的不断增大，箱梁的空间效应不断显著，横向挠曲变形呈递增态势。但以往在桥梁设计中存在重纵向而轻横向的问题。因此，对多室宽箱梁受力特征进行研究，优化横截面结构布置，为此类截面形式的桥梁设计提供依据，不仅具备较大的理论意义还有重要的应用价值。本文以深圳机场项目中的单箱五室截面三跨连续箱梁为工程背景，具体进行了以下几个方面的研究：1）探究适合预应力混凝土连续宽箱梁结构的分析方法。简要阐述单梁法、梁格法和板壳有限元建模方法的各自特点。随后基于有限元软件Midas/civil就同一个桥梁结构建模分析，对比三种方法的计算结果并分析各自优缺点。通过分析论证，选择板壳

5、有限元模型作为宽箱梁的分析方法较为合理。板单元模型理论基本趋于成熟，模型分析获得的数据较为全面，可信度较高。2）以剪滞系数控制的宽窄箱梁桥的工程界定针对目前规范和学者研究中对宽箱梁界定不明朗的现象，以宽跨比和宽高比作为研究对象，以剪力滞系数的均匀性作为比较指标，对宽箱梁做广义工程界定。研究结果表明，以宽跨比大于0.5用于界定宽窄箱梁桥具备一定可靠性。并比较宽跨比相同的简支宽箱梁与连续宽箱梁剪滞系数分布的差异性，得到连续梁剪力滞系数最值和变化值较简支梁均较大，剪力滞效应愈加明显，不均匀性愈加突出的结论。并分析该指标对深圳机场项目的适用性。3）几何参数对宽箱梁应力

6、及剪力滞效应的影响分析以本项目为例提出恒载作用下影响宽箱梁应力分布的主要因素。建立模型，运用控制变量法研究各变量对箱梁剪滞系数和应力的分布规律；探究通过调整截面尺寸优化截面应力分布的可行性和实用价值，最终得到了各因素对本项目横截面各位置处应力和剪滞系数分布结果的影响程度。4）宽箱梁人工神经网络参数优化基于前文研究数据，运用数值模拟的方法，即MATLAB神经网络工具箱对参数进行优化选取，确定以应力指标、剪滞系数均匀性和主梁造价作为评价标准的优化分析结论。关键词：宽箱梁桥；横向应力分布；模型分析；优化参数ⅠABSTRACTABSTRACTWiththerapidd

7、evelopmentofmodernization,thegrowingdemandforthehighwaycapacity,multicellularboxesoflargecantileverarmofthestaticallyindeterminateboxbeamwithitsadvantageofintensionandcompressionandbendingandtwistingmoreandmoreappliedinthedesign.Withthecontinuousincreaseofthewidthofthebridge,thespac

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