城市中等跨径波纹钢腹板组合梁桥上部结构力学性能和优化设计研究

【摘要】波纹钢腹板组合梁桥是一种结构经济合理、外型简洁美观、且具有良好力学性能的新型钢混组合结构,在国内外得到广泛的应用和研究。在实际工程设计过程中,需要对梁桥不同材料之间连接的力学性能进行分析,使其满足相应规范要求。随着结构工程师对桥梁经济性的不断追求,本文对波纹钢腹板组合梁桥进行优化设计,使其在满足相应规范的前提下,造价达到最优。本文依托ANSYS有限元软件,建立波纹钢腹板组合梁桥上部结构有限元模型,对波纹钢腹板组合梁桥上部结构进行整体力学性能分析,主要分析腹板的抗剪屈曲、顶底板的弯矩及抗扭性能,分析结果显示影响这些性能的因素主要是箱梁的几何参数(腹板厚度、顶底板厚度、梁高)等。最后,根据有限元分析结论和已建成波纹钢腹板组合箱梁的波纹形状参数,得出箱梁在满足各力学性能前提下,其几何参数的合理取值范围,为波纹钢腹板组合梁桥的优化设计做好铺垫。本文用ANSYS有限元软件建立中等跨径波纹钢腹板梁桥有限元优化模型,用ANSYS一阶优化法对波纹钢腹板组合梁桥上部结构进行优化分析,以波纹钢腹板组合梁桥上部结构的造价为优化函数。主要研究工作和结论如下：(1)建立不同参数下波纹钢腹板组合梁桥有限元分析模型,得到不同参数模型的最大位移和应力值,分别绘制不同参数与最大位移及应力的关系曲线,并对其进行分析对比。(2)以腹板厚度和高度为优化设计的设计变量,以腹板钢材的用量为目标函数,对梁桥进行优化设计,并对优化结果进行分析比较。(3)对优化后的波纹钢腹板组合梁桥上部结构进行经济性分析。本文对城市中等波纹钢腹板组合梁桥上部结构力学性能和优化设计的研究,获得了一些有用的结论,为我国以后相关课题研究和设计同类桥梁提供了理论依据和设计参考。
【作者】郑光辉；
【导师】宁平华；
【作者基本信息】广东工业大学，桥梁与隧道工程，2014，硕士
【关键词】波纹钢腹板；上部结构；有限元分析；优化设计；

【参考文献】
[1]陈燕丽.NURBS复杂自由曲面造型方法的研究[D].长安大学,机械电子工程,2014,硕士.
[2]张硕.我国商业银行信用卡业务发展战略研究[D].东北师范大学,企业管理,2012,硕士.
[3]包鸿玮.基于层次分析法的化肥企业信用评级研究[D].天津财经大学,金融学,2012,硕士.
[4]张琴琴.安徽省典型行业温室气体减排潜力研究[D].合肥工业大学,环境科学,2014,硕士.
[5]田嘉乐.基于可用性模式的移动软件架构研究与实现[D].西北大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[6]吴淑游.基于KPI的湖州师范学院教师绩效考核研究[D].华中师范大学,公共管理,2014,硕士.
[7]马娟.多层介质中的光自旋霍尔效应研究[D].湖南大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[8]宋峰.气相共聚抗冲聚丙烯质量指标在线估计与控制[D].北京化工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[9]许刚.MiR-221增强干扰素抗HCV作用及atRA对肝癌细胞的血清饥饿保护作用研究[D].第二军医大学,微生物学,2013,硕士.
[10]王彤.我国旅游团购网站网络关注度的研究[D].西安外国语大学,旅游管理,2013,硕士.
[11]艾腾.邻里交往空间研究[D].长安大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[12]李茁新,陆强.中国管理学案例研究:综述与评估[J].科研管理,2010,05:35-44+101.
[13]黎德才.基于量化、比例因子自调节模糊控制的桥式起重机防摆问题研究[D].东北大学,检测技术与自动化装置,2010,硕士.
[14]周中立.Proteus技术在中职电类教学中的应用研究[J].电子制作,2015,15:150.
[15]王瑶.舒伯特声乐套曲《冬之旅》钢琴伴奏的研习报告[D].中国音乐学院,音乐学,2012,硕士.
[16]曹丹阳,李晋宏,王绍鹏,赵志强.统计过程控制在铝电解生产中的应用研究[J].冶金自动化,2010,06:20-24.
[17]王大赛.购物免税与退税政策的国际比较研究[D].北京交通大学,2014.
[18]徐可.WSN节点定位技术及能量管理问题研究[D].华中师范大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[19]曲永.基于GPS/GIS的输电线路综合巡检系统研究[D].郑州大学,电力系统及其自动化,2012,硕士.
[20]付华一.辽河油田分公司企业文化建设的研究[D].辽宁医学院,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[21]方原柏.工业无线通信是推动自动化发展的关键技术[J].冶金自动化,2014,05:92-97.
[22]贾汝涛.中坝岩溶隧道突水形成机理及防治措施研究[D].成都理工大学,地质工程,2013,硕士.
[23]胡月.BP算法并行化及在数据挖掘中的应用研究[D].重庆大学,计算机系统结构,2003,硕士.
[24]唐欢.纳米零价铁对水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附特性研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[25]刘剑.协作通信网络的中继合作技术研究[D].浙江工商大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[26]李文君.聚苯胺包覆电纺纳米碳纤维的制备及其超级电容性能[D].哈尔滨工业大学,2013.
[27]唐利明,田学全,黄大荣,王晓峰.结合FCMS与变分水平集的图像分割模型[J].自动化学报,2014,06:1233-1248.
[28]何宴辉.几类混沌系统的控制与应用研究[D].燕山大学,控制理论与控制工程,2003,硕士.
[29]孟凡媛.康德的美学思想及教育启示[D].内蒙古师范大学,教育学原理,2012,硕士.
[30]廖翔云.基于电力载波的图像（视频）传输系统[D].广东工业大学,检测技术与自动化装置,2004,硕士.
[31]魏源.翻译硕士专业学位论文形式选择状况的调查报告[D].广西民族大学,翻译,2013,硕士.
[32]张壬钧.腹针止坠法治疗混合痔术后坠胀的临床观察[D].北京中医药大学,中医外科学,2014,硕士.
[33]李文.基于CPLD的激光相位法测距的研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[34]邵冰.多巴胺复合膜及其抗污染性能研究[D].大连理工大学,环境工程,2013,硕士.
[35]赵兵,路远航,李章,骆芳.低碳钢表面激光熔覆Ni60合金的工艺及性能[J].金属热处理,2014,07:124-129.
[36]汪成进.基于甲醛捕捉活性叶立德的三组分反应研究[D].华东师范大学,有机化学,2014,博士.
[37]朱瑜.社区2型糖尿病患者自我血糖监测现状、影响因素和干预研究[D].复旦大学,公共卫生,2012,硕士.
[38]余洋.印制电路板（PCB）行业营运资金的管理和风险防范[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[39]梁会民,陈文月,殷洁,丁亚晨,刘鑫.基于网络分析的快递网点布局优化研究[J].物流科技,2015,04:37-40.
[40]耿胜伟.中印跨界水资源问题日益升温及其对中国的影响[D].河北师范大学,国际政治,2013,硕士.
[41]曹筱筱.基于区域差异系数的企业可持续发展能力评价研究[D].重庆大学,企业管理,2014,硕士.
[42]吴笛.大庆杏北开发区高台子油层高Ⅲ组构造及沉积特征分析[D].浙江大学,地质学,2012,硕士.
[43]杨明.茶叶降低小鼠体内DEHP的作用分析[D].南京农业大学,茶学,2013,硕士.
[44]蒋丽敏.黄芪对柯萨奇B_(3m)病毒感染所致小鼠心肌炎心肌穿孔素mRNA表达和免疫损伤的影响[D].中国医科大学,2003.
[45]乔洪书.进销存管理分析系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[46]李国祥.我国飞机板金成形技术发展的展望[J].航空工艺技术.1988(02)
[47]崔璐.基于D-InSAR技术监测矿区地面沉降变形的研究[D].长安大学,农业资源利用（专业学位）,2013,硕士.
[48]高悦凯.丁苯橡胶的结构性能分析及物理特性分子模拟研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[49]王栋.新型铁炭微电解材料的制备及对印染废水的处理研究[D].长安大学,应用化学,2013,硕士.
[50]罗珉,何长见.组织间关系:界面规则与治理机制[J].中国工业经济,2006,05:87-95.