大跨度橋梁結(jié)構(gòu)模型設(shè)計

1、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)模型設(shè)計： 跨越心靈的距離筷子老鐵湖南省湖南交通工程學(xué)院潘有娣、項目創(chuàng)立主要目的、背景現(xiàn)狀1、創(chuàng)立項目的主要目的20世紀90年代以來，隨著世界經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，大跨度橋梁的建設(shè)出現(xiàn)了前所未有的高潮，大跨度橋梁在公路交通中的角色越來越重要。目前,懸索橋的最大跨徑已經(jīng)達到1991m,斜拉橋的最大跨徑達到890m。而限制橋梁發(fā)展的一個原因就是結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，而不斷增多的大跨度橋梁工程數(shù)量致使其結(jié)構(gòu)形式逐步向多樣化、復(fù)雜化發(fā)展。但隨著大跨度橋梁使用年限的增長和運輸量的增多，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了或多或少的問題，結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題越發(fā)突出。因此，必須對大跨度橋梁結(jié)構(gòu)實

2、行優(yōu)化設(shè)計，進而避免相關(guān)質(zhì)量問題及安全問題的出現(xiàn)，促進我國交通事業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。 2、現(xiàn)狀在世界經(jīng)濟全球化的推動下，溝通洲際之間，國家之間和本土與島之間以及跨海灣工程顯得越來越迫切在20世紀橋梁工程取得了大發(fā)展的基礎(chǔ)上，人們更能暢想21世紀的宏偉藍圖。就中國來說，國道主干線同江至三亞就有5個跨海工程、杭州灣跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程，以及瓊州海峽工程。二、項目主要內(nèi)容從受力角度分析，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)特點，項目擬采用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如斜拉懸索混合，斜拉拱橋混合等新型設(shè)計，合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使得橋梁在跨度、安全、美觀等方面均能夠達到一個全新的高度。三、項目計劃1、研究思路a)多目標結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計,以期

3、達到整體結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(包括建設(shè)費用和維修費用)、安全(可靠耐久)、適用(滿足使用要求和行車舒適)和美觀的統(tǒng)一,這是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究的最終目的。b)新型大跨度橋梁結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化研究,如斜拉、懸吊混合體系橋等。這些類型的橋梁設(shè)計經(jīng)驗少甚至沒有經(jīng)驗,但卻是我們探索更為合理的大跨度橋梁的必經(jīng)之路,因此對其進行優(yōu)化設(shè)計研究就顯得更為重要。c)基于可靠度理論的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究。目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計已普遍采用可靠度理論,基于可靠度理論的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論也早有研究,而將其應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的研究卻才剛剛開始。d)大跨度橋梁結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化,拓撲優(yōu)化目前尚處在理論探索階段,將其應(yīng)用于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)工程實際還有

4、待開發(fā)。e)大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的動力優(yōu)化,對于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)來說,動力問題至關(guān)重要,而要想跨度有進一步的突破,首先要解決的問題之一便是動力問題。f)適合大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化算法.大跨度橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計變量多,根據(jù)具體的優(yōu)化問題,建立有效的求解策略和優(yōu)化算法,甚至對一些現(xiàn)有的優(yōu)化算法進行改進、重組或推出新的行之有效的優(yōu)化算法。2、項目創(chuàng)新點大跨徑橋梁多為纜索承重橋梁，考慮到懸索橋和斜拉橋、拱橋等均有各自明顯的特點，于是出現(xiàn)了結(jié)合二者優(yōu)點的新橋型-自錨式斜拉-懸索、斜拉橋拱橋混合體系橋梁。自錨式斜拉-懸索混合體系橋梁不同于傳統(tǒng)的斜拉橋和懸索橋，結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，具有很強的優(yōu)越性。借助與斜拉橋的協(xié)作，可以

5、提高懸索橋的剛度、降低主纜拉力和錨碇規(guī)模，尤其對深水和軟土地基情況意義重大。3、與傳統(tǒng)橋梁對比斜拉-懸索協(xié)作橋是在傳統(tǒng)斜拉橋和懸索橋、拱橋基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種協(xié)作橋梁。中跨跨中部分采用懸索橋可以解決斜拉橋懸拼過程中主梁壓力過大的問題。雖然斜拉-懸索協(xié)作橋具有很強的優(yōu)越性，但因斜拉體系和懸索體系是兩種受力形式完全不同的結(jié)構(gòu)體系，即斜拉橋主梁是壓彎結(jié)構(gòu)，而懸索橋的加勁梁是純彎結(jié)構(gòu)，兩種體系組合在一起時，其結(jié)合部位結(jié)構(gòu)性能的間斷和不連續(xù)性是斜拉-懸索協(xié)作結(jié)構(gòu)的主要難點。4、目前進展講團隊分為兩個小組，收集國內(nèi)外相關(guān)課題研究動態(tài)、成果，組織研究小組學(xué)習(xí)，每組各制定出一套可行性方案，并在活動中不斷改進、完善，初步計劃6月底驗收。討論每組方案的優(yōu)缺點，并加以計算改進。四、團隊介紹1、團隊成員潘有娣、李龍、劉鵬、胡湘艷、張帥2、組員分工潘有娣比較認真、細心，主要負責(zé)資料搜集，研究國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，整理報告；胡湘艷、張帥動手能力強，對結(jié)構(gòu)模型具有濃厚的愛好，主要負責(zé)建立模型，進行試驗對比分析；李龍、劉鵬基礎(chǔ)知識扎實，處理數(shù)據(jù)能力強，主要負責(zé)模型分析以及優(yōu)化。五、成果期望1、建造出1-2個跨越能力強、承載能力大、實用、美觀的斜拉懸索結(jié)構(gòu)模型；2、根據(jù)研究成果整理出12篇論文。結(jié)束語“要想富先修路”，社會的飛速發(fā)展離不開道路的發(fā)展，陸上