玉环漩门湾三桥主桥结构优化设计

本文以漩门湾三桥为工程背景,采用以构件为单位,逐步逼近的多目标优化方式对钢桁架拱桥进行结构优化分析,利用Madis/civil有限元软件建立数学模型,以桥梁结构中最大轴向应力和最大竖向位移为状态变量,以结构的矢跨比、桁架高度、截面尺寸、支承类型为设计变量,以全桥用钢量为目标函数,对全桥进行结构优化分析,以达到减轻结构自重,从而降低工程造价。     

面向对象的PC梁桥CAD优化估束方法研究

PC梁桥的配束计算是工程设计中烦琐而又关键的过程,通过采用面向对象的程序设计技术,开发基于工程设计对象的预应力混凝土连续梁桥自动优化估束CAD技术,并根据主梁结构模型利用有限元分析程序计算结构内力及作为估束内力反馈给估束模块使用,建立的预应力钢束优化数学模型,可以实现钢束用量的优化设计计算,满足工程设计需要.     

禹门口黄河公路大桥临时墩设计关键技术

禹门口黄河公路大桥为主跨565m双塔双索面钢-混组合梁斜拉桥,边跨设计无辅助墩。主梁采用全回转桥面吊机双悬臂拼装施工,最大双悬臂长度达200m,边跨需增设临时墩,以提高施工期结构抗风性能、降低安全风险。通过设计难点分析,以施工全过程临时墩受力安全为原则,确定在11号和12号墩边跨侧距塔柱中心160m处设临时墩(由桩基础、钢管墩身、承重梁和横向限位等组成),其高度分别为39.6m和41.3m;临时墩与钢主梁采用临时铰(允许纵向位移)连接;临时墩的锁定和解除时机分别为13号斜拉索二张后和Z18号钢主梁安装后。采用有限元软件MIDAS Civil 2019建立全桥空间模型分析临时墩受力及钢主梁位移,并进行施工过程实时监测。结果表明:临时墩受力安全,结构可靠。     

大跨径钢桥面铺装结构精英蚂蚁寻优策略（全文点击）

基于精英蚂蚁寻优策略,将大跨径桥梁的钢桥面板和铺装层作为桥面铺装系整体进行结构优化设计。以铺装层正常使用年限最长和结构总重量最轻作为优化设计的目标函数,在此基础上建立多目标优化设计的数学模型。针对模型的离散变量优化设计特点和具有并行计算的条件,引入精英蚂蚁寻优策略进行求解。借助大型有限元软件ANSYS和Matlab6.5 编程技术,开发了钢桥面铺装体系结构多目标优化设计程序。以国内某大跨径钢桥为对象,采用多目标优化设计方法,给出了钢桥面铺装体系中各参数的优化设计值。所选择的设计变量范围覆盖了目前常用的正交异性钢桥面系结构参数值,且应用精英蚂蚁寻优策略对大跨径钢桥面铺装体系优化设计是可行的。 pdf全文       

大跨径钢桥面铺装结构精英蚂蚁寻优策略

基于精英蚂蚁寻优策略,将大跨径桥梁的钢桥面板和铺装层作为桥面铺装系整体进行结构优化设计。以铺装层正常使用年限最长和结构总重量最轻作为优化设计的目标函数,在此基础上建立多目标优化设计的数学模型。针对模型的离散变量优化设计特点和具有并行计算的条件,引入精英蚂蚁寻优策略进行求解。借助大型有限元软件ANSYS和Matlab6.5编程技术,开发了钢桥面铺装体系结构多目标优化设计程序。以国内某大跨径钢桥为对象,采用多目标优化设计方法,给出了钢桥面铺装体系中各参数的优化设计值。所选择的设计变量范围覆盖了目前常用的正交异性钢桥面系结构参数值,且应用精英蚂蚁寻优策略对大跨径钢桥面铺装体系优化设计是可行的。     

多幅变宽连续箱梁桥逐跨拼装施工方案优化比选

南昌市洪都高架桥PM28~PM31号墩上部结构采用3×35 m多幅变宽连续梁结构,主梁预制后采用2台架桥机在墩顶0号块处同侧同步吊装、“S”形架梁方案(原方案)逐跨拼装施工。针对原方案造成结构局部应力及扭矩过大等问题,提出3种优化方案(优化方案1:“内外交错”架设;优化方案2:“先内后外”架设;优化方案3:“先外后内”架设)。为选择合理的优化方案,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,从结构受力及变形方面进行综合分析比选。结果表明:采用优化方案2施工时,各施工阶段的墩顶位移差均接近0,桥墩受力最优;PM29号墩墩顶0号块底部的压应力储备最大;主梁1-2的应力变化幅值最小,且成桥后梁底压应力储备最大。洪都高架桥后续同类桥梁均选择优化方案2施工。     

波形钢腹板PC连续梁桥异步施工临时横撑设计研究

为指导波形钢腹板PC连续梁桥异步悬臂施工中主梁临时横撑的优化设计,以奉化江大桥为背景,采用有限元法建立0～7号节段异步悬臂施工实体模型进行静力及屈曲分析,并对主梁临时横撑的结构形式、布置方式及槽钢型号进行比选。结果表明:相对于上下平联+中间桁架撑和上下平联+剪刀撑,采用上下2榀桁架撑可保证结构安全性及施工便捷性;相较于布置单道临时横撑,布置2道临时横撑更能保证波形钢腹板施工期的稳定性、可大幅度减少波形钢腹板的位移量;临时横撑采用12.6型槽钢,能充分发挥材料性能,经济性好。     

变截面钢板组合梁施工方案结构性能对比分析

为分析大跨径变截面钢板组合梁在施工阶段的结构受力性能,文中提出桥面板与钢主梁安装施工的3种不同方案并建立midas模型,实现对钢主梁、桥面板在施工阶段的应力变化分析和该结构在不同施工方案下的应力变形对比。结果表明:钢主梁合龙后间断安装桥面板的施工方案利于该结构的受力状态;同时,针对大跨径钢-混组合梁负弯矩区容易出现的桥面板拉应力超限问题,建议采用支点顶升的方法并分析理想顶升量,最终提出间断安装法结合支点顶升的施工优化思路。     

钢箱梁桥面铺装体系结构优化研究

采用有限元分析的结构优化设计方法对钢箱梁桥面铺装体系进行整体优化研究。建立钢桥面铺装体系的有限元模型,选择包括钢板厚度、梯形加劲肋刚度、横隔板间距、铺装厚度等结构参数作为设计变量,建立铺装最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力、加劲肋挠跨比、钢桥面板最大拉应力等指标的约束条件,采用零阶方法进行优化计算。结果表明,优化设计可以节省材料,降低造价。通过减小梯形加劲肋间距和横隔板间距,增大桥面板厚度和梯形加劲肋高度,可改善铺装的受力状况。     

斜拉桥索面布置的薄膜应力优化法

将斜拉桥的索面比拟为连续的膜结构,通过有限元方法对薄膜的应力进行分析,以主拉应力的方向指示拉索的布置方向。以一座斜拉桥为算例,计算了索面布置优化前后的拉索用钢量、主梁挠度及塔顶位移等。     

兴国县凤凰大桥设计浅析

兴国县凤凰大桥主桥采用30 m+50 m+30 m变截面预应力混凝土梁拱组合结构,主墩墩高6.5 m,墩身采用实体薄壁矩形墩,两侧设拱脚支腿与主梁刚接。通过对该桥梁拱结合段主梁进行受力计算分析,分析该类桥型结构受力不合理的原因,并提出拱顶梁段底缘钢束配置优化方案,为今后设计同类型提供参考。     

宜城汉江大桥的病害诊断及加固方案研究

在运营20多年后,宜城汉江大桥主梁出现了较严重的裂缝及下挠,影响桥梁的结构安全及正常使用。结合该桥的荷载试验结论以及原桥设计状况的复核计算,对主梁病害成因进行了深入分析,并在此基础上对主梁的损伤进行了反复的模拟与试算。提出包络设计的思路,建立包含上、下限的加固控制模型;采用分级张拉体外索的方法对主梁进行加固处理,并对主梁刚度偏低部位增设钢桁架进行刚度补强。     

大跨人行天桥动力性能优化设计

以山东烟台某人行天桥为例,采用Midas Civil建立空间有限元模型,从经济、美观和舒适性方面对主梁结构进行优化设计,采用了调谐质量阻尼器(TMD)技术提高人行桥阻尼。参考德国指南叙述动力性能优化设计的原理并对TMD主要设计参数进行设计,给类似工程优化设计提供了可靠的借鉴经验。     

重型专用车车架轻量化结构优化设计

采用有限元法结合数学规划法对重型专用车车架进行了轻量化结构优化设计。该优化模型以车架的总重量最小为优化目标,以纵梁各段的板厚为优化设计变量,而以车架的强度值作为优化状态变量进行优化,并对优化后的模型进行刚度校核,最终得到的车架结构在满足强度和刚度要求的前提下,与原结构相比重量减轻约13%,取得了较好的轻量化效果。     

SS级桥侧混凝土护栏设计优化及安全性和经济性分析

采用计算机仿真分析方法,对某桥梁桥侧护栏进行优化设计,并对改进后的护栏进行安全性和经济性评价。原护栏设计采用的坡面为加强型标准坡面形式,通过碰撞试验可知原设计符合SS级标准,但是原结构的设计与已有的研究结构比较过于保守。尽管原设计护栏满足安全要求,但不符合经济性的要求,因此按照等强度原则对原护栏配筋方案进行优化设计。通过仿真实验得出:优化后护栏在减少配筋量的同时,依然能够满足碰撞等级SS级(520kJ)的安全要求,可产生良好的经济效益。     

关键参数对大跨组合梁自锚式悬索桥用钢量指标的影响分析

以某主跨345 m钢-混组合梁自锚式悬索桥为实例,从主跨跨径、吊索间距、桥面宽度以及施工方案等方面探讨了关键参数对用钢量指标的影响。分析结果表明:主跨跨径对用钢量指标影响显著,主梁用钢量指标变化幅约为跨径变化幅的一半,主缆用钢量指标变化幅略大于跨径变化幅;吊索间距对主梁受力影响不大,适当增大吊索和钢横梁间距可降低用钢量指标;相同跨径下,每平米桥面用钢量指标随桥宽增大而有所降低,32 m桥宽用钢量指标约为22 m桥宽的87%;施工方案对主梁用钢量指标影响较大,105 m临时墩间距顶推施工的主梁用钢量比满堂支架施工增加32%。所得结论可为同类桥型设计提供参考。     

某重型载货汽车驾驶室翻转液压缸下支架轻量化设计

针对某重型载货汽车驾驶室翻转液压缸下支架存在结构强度过剩、零件种类及数量、装配工序较多等问题,对结构进行综合优化设计。采用正向设计思路,提取支架准确载荷,优化原力学模型,借助CAE软件进行拓扑优化,实现等强度设计目标;优化结果表明,优化后方案应力分布更加均匀,材料利用率提高,实现了质量大幅降低。     

巽他海峡大桥悬索桥结构体系矢跨比优化设计研究

公路铁路合建的悬索桥结构体系在超长跨度海峡桥梁的选择中极具优势,但目前规范对超长跨度的悬索桥结构体系未有涉及,其中一些关键技术有待研究。悬索桥结构体系设计时的一个重要设计参数是矢跨比,它对桥梁受力性能有较大影响。为了研究不同矢跨比对悬索桥结构受力的影响,以巽他海峡大桥为研究原型,利用有限元计算分析软件Midas/Civil建立全桥有限元模型,比较了不同矢跨比下悬索桥结构的挠跨比、梁端转角、塔顶位移、用钢量以及扭弯基频比的变化。     

官新高速公路马路口资水大桥主梁方案比选

湖南官新高速公路马路口资水大桥主桥为主跨500 m的双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,在该桥主梁设计时,提出了钢-UHPC组合梁(方案1)和钢-混组合梁(方案2)2种方案。为选择合理的主梁方案,对2种主梁对应的大桥结构方案进行设计,采用MIDAS Civil和ANSYS软件分别建立全桥和UHPC局部受力模型,分析2种方案的结构静力、动力性能,最后对2种方案的经济性进行比较分析。结果表明:2种方案的结构受力均能满足规范要求;与方案2相比,方案1的自重较小,可以明显降低其他结构部件工程量,其桥面板的抗裂性能好,建造成本可降低约3.3%。因此,该桥主梁推荐采用钢-UHPC组合梁方案进行设计。     

公路隧道富水段可排水止水带应用浅析

针对隧道细部结构渗漏水问题,依托广州市南昆山隧道工程,对止水带结构进行优化设计和验算,对现场原设计止水带与优化后止水带进行了对比试验。结果表明:优化后的止水带满足安全使用的要求;试验段二衬混凝土表面干燥无渗水发生,外管无水流出,防水效果良好。优化后的止水带提高了细部结构的防排水能力,工程实践中保证了防水效果,具有较好的工程实践价值。