高速铁路拱塔斜拉桥拱塔轴线优化求解

摘要：

为解决高速铁路斜拉桥以小角度跨越既有交通线路、河流等时塔墩布置难题,引入拱塔结构,并基于不动点迭代方法及有限元计算对拱塔轴线线形的优化求解问题进行了分析.在确定拱塔高度和跨度并拟定初始拱塔轴线的基础上,首先对拱塔结构进行受力平衡分析,建立拱塔线形优化非线性方程组;然后应用不动点迭代方法求解该非线性方程组,得到合理拱塔轴线的近似解,求解过程中通过有限元方法计算斜拉索的索力;最后以广汕铁路跨深汕高速拱塔斜拉桥为工程背景,分别优化得到恒载、恒载+单线列车竖向静活载、恒载+双线列车竖向静活载3种工况下合理拱塔轴线的近似解.结果表明:3种不同的荷载工况下,线形优化后的拱塔弯矩最不利值相对优化前弯矩降低89.8％～94.8％;主力、主力+附加力荷载组合下,拱塔弯矩降低幅度介于64.6％～92.2％,拱塔应力由?172.6～?179.5 MPa降低至?74.0～?6.2 MPa,拟合轴线下拱塔正负挠度分别降低51.0％、33.8％.

关键词：桥梁工程、拱塔斜拉桥、拱塔轴线、线形优化、不动点迭代方法

所属期刊栏目：56

分类号：U448.29;U24(桥涵工程)

资助基金：中国铁路总公司科技研究开发计划2017G006-A

在线出版日期：2021-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：469-476