下承式系杆拱桥结构体系内力分布优化分析.pdf

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1、第32卷第12期2015年12月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．32No．12Dec．2015doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2015．12．012下承式系杆拱桥结构体系内力分布优化分析徐岳1，(1．长安大学公路学院，陕西西安710064；2申成岳1’2河南省交通规划设计研究院，河南郑州450052)摘要：为改善下承式系杆拱桥结构体系受力性能，提高设计效率，采用有限元法对下承式系杆拱

2、桥进行力学数值分析，在不改变结构构造参数的前提下，通过研究吊杆、系杆张力和拱轴线形状对下承式系杆拱桥内力分布的影响，构建下承式系杆拱桥内力分布优化分析方法：研究结果表明：以拱肋、吊杆和系杆组成的结构体系应变能最小为目标，采用无约束优化算法可对吊杆和系杆张力进行优化；以拱肋截面偏心距最小为目标，采用三次样条插值函数进行拱轴线拟合，能快速得到与吊杆和系杆张力优化值对应的拱轴线；合适的吊杆、系杆张力和拱轴线形状，可以优化下承式系杆拱桥结构体系内力分布，提升下承式系杆拱桥结构体系安全性。关键词：桥梁工程；内力分布

3、优化；数值分析；下承式系杆拱桥；结构体系；中图分类号：U442．5文献标识码：A文章编号：1002—0268(2015)12—0067—08AnalysisofOptimizingInternalForceDistributionofStructuralSystemofThroughTied—archBridgeXUYuel，SHENCheng—yuel'2(1．SchoolofHighway，Chang’anUniversity，Xi’anShaanxi710064，China；2．HenanProvi

4、ncialCommunicationsPlanning，Design＆ResearchInstitute，ZhengzhouHenan450052，China)Abstract：Inordertoimprovethemechanicalbehavioranddesignefficiencyofstructuralsystemofthroughtied—archbridge，themechanicalnumericalanalysisofthebridgeisperformedwithfiniteeleme

5、ntmethod．Onthepremiseofnotchangingthestructuralparameters，theinternalforcedistributionoptimizingmethodofthroughtied—archbridgeisformedafterstudyingtheinfluenceofthetensionforceofhangersandtiedbars，thelineshapeofarchaxisontheinternalforcedistributionoftheb

6、ridge．Theresultindicatesthat(1)focusingontheminimumstrainener93'ofstructuralsystemwhichcontainsofarchrib．hangersandtiedbar，theunconstrainedoptimizationalgorithmisusedtooptimizethetensionforcesofhangersandtiedbar；(2)aimingattheminimumsectioneccentricityoft

7、hearchrib，thelineshapeofarchaxiscorrespondingtothetensionforcesofhangersandtiedbarsisattainedrapidlybyfittingthelineshapeofarchaxiswithcubicsplineinterpolationfunction；(3)reasonabletensionforcesofhangersandtiedbarandlineshapeofarchaxiscanleadtoanoptimized

8、theinternalforcedistributionandimprovethesafetyofthroughtied-archbridge．Keywords：bridgeengineering；optimizationofinternalforcedistribution；numericalanalysis；throughtied—archbridge：structuralsystem0引言目前，系杆拱桥设计大多采用试算法