基于结构优化在沉管隧道中的应用研究

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1、@申请同济大学工学硕士学位论文结构优化在沉管隧道中的应用研究培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程王贤辉陆浩亮教授二Oo七年三月摘要随着我国经济的发展，航运贸易量也快速增长，对江河流域、海湾区域的交通和运输系统的设计提出了新的要求。沉管隧道因能很好的处理在此类水域的道路穿越问题和航运问题，同时又降低了对周围环境的影响，越来越受到国家的重视，因而沉管隧道在我国快速的发展起来。由于设计上和技术上受现有条件的限制，此类工程造价庞大，寻求一种合理方法降低工程造价是工程和设计人员应思考研究的问题。本文采用复形优化

2、法对琼洲海峡沉管隧道结构设计进行了造价优化研究，得出了一些有意义的结论，其主要内容有如下几个方面：l、论述了地下工程结构的受力计算模式，结合沉管隧道该结构的具体特点，提出了采用荷载一结构方法对沉管隧道进行分析。2、对该沉管隧道受力进行较为细致的受力分析，在此基础上对隧道结构进行内力计算。为便于计算，在进行计算分析时把沉管简化为杆系系统，以矩阵位移法为基础，编制杆系有限元程序进行内力计算。3、论述了结构优化设计的基本理论。针对沉管隧道的设计特点，本文将隧道各部分结构的厚度作为设计变量，主要有：项板、底板、外侧墙、内侧墙、中墙和人行通道顶板，并

3、把各部分的配筋量设计作为约束条件考虑。为此编制了优化程序及配筋计算程序。4、利用广东虎门技术咨询有限公司对该隧道工程所作报告中提供的数据，对结构进行了内力计算，绘制了内力变化图和优化曲线图，得出了一些有价值得结论。关键词：沉管隧道杆系有限元复形法优化设计AbstraetABSTRACTAlongwiththedevelopmentofeconomy,theshippingll'adevolumeincreasedquickly．Itputforwardnewrequirementstothelransportationsystem．11圯i

4、mmersedttmnelscoulddealwiththenavigationproblem,andalsodecreasetheeffectcausedbythe$1．11Toklndingenvironment．So，itWaSbecamemoleandmOleusefultothegovernment,withdevelopmentquicklyinOUrcountry．Becauseoftheeomplaeyandthehighfabricationcost，agoodmethodtodecreasethecostwasneces

5、sary．Onthispaper,thecomplexoptimizationwasusedtoresearchthefabricationcostoftheimmersedtunnelthroughtheQiongzlaouchannel,andsomesignifieativeconclusionsa船given雒follows：1、Onthispaper,throughdiscussingthemodeloftheslressingcalculationintheundergroundengineeringandalsoaccordi

6、ngtothestructuralfeatureoftheimmersedturmels，theloading·structuremethodtoanalyzethetunnelWaSbeclimeup．2、Analyzingtheinternalforceandsnessoftheimmersedtunnel．Forthesakeoftheealeulationalexpedience，thelinkagemethodtoanalyzetheimmersedtunnelinthe[1'ans'vel'secalculationWaSuse

7、dandtheprogramoflinkageWaSgiven,whichWaSbased013thematrixdisplacementmethod，tocalculatetheinternalforce．3、n蛇basictheoryofthestructuraloptimizationdesignWaSgiven．Onthispaper．Accordingtothedesigncharacteristicoftheimmersedtunnel，thethicknessofthestructurew∞beadopt鹤thedesignv

8、ariable．suchastheroof,thefloorboard,theexternalwall，theinnerwall，themidwallandtheroofplat