弯曲能量最小法确定斜拉桥合理成桥索力.pdf

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1、2014年第2期(总196期)安徽建筑弯曲虽能量最小法确定斜拉桥合理成桥索力DeterminingofRationalCompletionCableForcesofCable-StayedBridgesbyMinimumBendingEnergyMethod杨希尧，杨树萍，蔡敏(1．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009；2．浙江水利水电专科学校，浙江杭州310018)摘要：斜拉桥成桥恒载内力的分布对其结构体系的好坏有重大的影响。斜拉桥恒栽内力的优化过程也是一个设计过程。文章介绍了基于Midas／Civ

2、il2010有限元软件。以某独塔斜拉桥为工程实例，利用弯曲能量最小法确定斜拉桥合理成桥索力，并与测定的实际成桥索力进行对比分析，确定弯曲能量最小法的的实用性。关键词：斜拉桥；索力优化；弯曲能量中图分类号：U441文献标识码：A文章编号：1007-7359(2014)02—0112一O20前言斜拉桥设计的首要任务就是确定该桥合理成桥状态，然后基于该成桥状态做进一步的分析，选择科学且安全的施工过程，使得斜拉桥在成桥时达到理想的受力状态。合理的成桥恒载受力状态指的是斜拉桥施工完成之后，在自重、斜拉索拉力以及桥面铺装等恒载作

3、用下，其结构内力达到预期的状态交通工1基于Midas／Civil的弯曲能量最小法应用程研斜拉桥的索力优化方法中无约束的索力优化法，典型例究子就是弯曲能量最小法_3]。与应定理：在斜拉桥结构中，令结构单元的层卜，0或者EA—用，则斜拉桥一次落架时的内力状态与把结构弯曲能量最小作为调索目标时的内力状态是一致的。证明：建立结构体系的目标函数是为了得到斜拉桥的合理索力的第一步。对于目前实际工程中采用常规材料建造的斜拉桥，主梁和索塔截面的尺寸大小主要由相应的弯矩控制，所以结构承受弯矩所需要的材料用量大很多，因此用结构体系的弯曲

4、应变能作为结构经济指标的衡量标准是可行的弯曲能量最小法是以结构体系的弯曲应变能作为目标函数，使结构弯曲应变能达到最小，以此来得到优化的目的。把结构体系的弯曲应变能作为目标函数，对于离散的杆系结构的弯曲应变能如(1)式所示。’=’1，该方程包括弯矩项和轴力项两部分。假如人为将各单元的—了(1)i=1‘L‘』I抗弯刚度缩小为E．(为某较大的数，如10000)，做一次落式中：z、巨、、分别表示为某个i单元的长度、弹性模架计算，此时相对于弯矩项而言，轴力项就可以忽略不计。可以量、抗弯惯性矩以及弯矩。根据斜拉桥索力优化的影响矩

5、阵法有以下结论：将结构体系的各单元抗弯刚度人为的缩小∈n倍后及其应用方法的理论推导，对结构做一次落架计算，忽略剪力做一次落架计算，得到的索力结果就是结构体系弯曲能量最小影响，方程可写成式(2)：时的索力，此时的内力结果就是结构体系在弯曲能量最小时的成桥内力。类似的，将各单元轴向刚度扩大为E．4．．(为某较如]+【∑』+大的数，如10000)，再做一次落架计算，也能起到同样的效果。安对于通过弯曲能量最小法得到的成桥索力结果，还需要局部调徽1l+lr∑』一1＼(2)整单元抗弯刚度、支撑刚度以及斜拉索的抗压刚度，进一步优化

6、结构内力得到的斜拉桥索力结果，可将其作为斜拉桥合理成建桥状态时的索力。筑作者昙简介：杨希尧(．10988一-)'，男，安徽黄山人，．A合肥工业大学在读硕士，2案采例u分】析I田研究方向：城市道路与桥梁。(下转第193页)安徽建筑2014年第2期(总196期)甘肃省明确省级探矿权和采矿权价款等资源性收入要优先保3．6引导地方国有大中型企业参与出资证铁路建设项目资本金投入，陕西省规定拿出部分资源探矿河南、山东、江西、广西、陕西等省鼓励和引导有实力的省权、采矿权拍卖的收入用于铁路建设的地方配套资金。属企业共同参与合资铁路出

7、资。例如，江西省要求省投资集团、3．3集中征收铁路相关税收江西国际信托、省行政事业资产集团、省高速集团等省属企业按照”取之于铁路、用之于铁路“的思路，对铁路建安营业带头发挥省内国有大型企业的融资担保功能，积极参与全省铁税实行集中征收，不仅能集中财力筹集资金，还有利于形成铁路建设；山东省通过市场化运作吸收日照港、枣矿、新矿、莱钢路建设资金循环链。2006年以来，全国很多省份改变了铁路建等运输、钢铁、采矿类企业资金用于铁路建设。安营业税及附加征收方式，即由原来属地征收改为省级集中征收，统筹用于省内合资铁路建设。安徽省为建

8、立税收支持铁路4以创新机制激发合资铁路发展活力建设的长效机制，同时明确合资铁路运输营业税及附加、所得税实行省级统一征收，用于铁路到期债务偿还。河南省提出按合资铁路能够发挥中央和地方两级积极性，具有明显机制照“零点思维”理念，凡铁路建设产生的税收与收益，原则上都要优势，路地双方应站在中国铁路发展的全局高度，在合作理念用于铁路建设。上深化认识，进一