自锚式悬索桥可靠性优化研究
自锚式悬索桥作为一种新型桥梁结构，独特的锚固方式使主梁、主缆和吊杆之间的耦合特性异常明显，力学特性颇为复杂。同时，设计和施工中又存在大量不确定性因素。为了获得合理的、具有较强抗干扰能力的设计和施工方案，应对其开展不确定性优化分析。 本文以自锚式悬索桥的成桥状态为基础，借助Ansys大型通用有限元分析软件和Matlab数值分析软件，分析研究了自锚式悬索桥的主缆线形的可靠性优化、施工误差调整的可靠性优化以及稳健可靠性优化等问题，并以大连某自锚式悬索桥为例，对其进行了优化分析。 本文取得了以下研究成果并对同类桥梁结构的研究与设计提供一定的参考价值： （1）针对大型复杂桥梁结构的极限功能函数很难用显示表达的问题，采用了改进响应面法，并通过算例分析验证了修正后算法的适用性与有效性。 （2）基于可靠性理论，开发编制了自锚式悬索桥主缆线形可靠性优化计算方法程序，通过实例分析证明了所提方法对自锚式悬索桥主缆线形可靠性优化设计的适用性与有效性。 （3）利用可靠性优化设计理论，给出了适用于施工过程中各阶段吊杆张拉误差值调整的优化方法并编制了相应的计算程序。通过实例分析，获得了施工各阶段误差调整后的吊杆优化值，验证了所提方法的适用性与有效性。 （4）本文引入稳健性的思想，给出了自锚式悬索桥稳健可靠性优化设计的数学模型及求解流程，并利用Ansys和Matlab软件编制了与之相适应的稳健可靠性优化程序。
自锚式悬索桥;可靠性;优化设计;响应面法;误差调整
河北工业大学
硕士
桥梁与隧道工程
黄海新
2013
中文
U448.25
109
2015-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）