双工字钢组合梁桥钢梁设计参数敏感性分析与优化

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桥梁施工控制中的结构设计参数敏感性分析

各设计参数的基准向量为 X = [ x 1 , …, x k , …, x n ] ,相应的基准性态向量 Y = [ y1 , …, yk , …, y m ] , 与之对应
的控制目标数值为 Z = φ( X , Y) 。分析某结构参数 x k 对控制目标的影响敏感性时 ,可令其余参数取基准值
且固定不变 ,而 x k 在其可能的范围内变动 ,由此可以获得参数的敏感度函数
2 工程应用实例
2. 1 桥梁概况现以浙江省境内的南浦大桥作为应用分析对象 ,该桥系净跨 308 m 的钢管混凝土中承式无铰拱桥 ,桥梁
设计参数及施工架设情况已在文献[ 2 ]中详细阐述 ,限于篇幅 ,仅对该桥的施工工况作简要说明。南浦大桥主要分为以下 3 阶段来施工 :空钢管拱肋的悬臂架设 →灌注钢管内混凝土 →施工桥道系。钢管桁架拱肋的施工架设采用缆索吊装 ———千斤顶钢绞线斜拉扣挂法 ,整个拱肋共分为 24 个节段 ,上下游对称 ,两岸对称 , 跨中预留 30 cm 左右进行嵌入式合拢 ,单边拱肋分段情况及斜拉扣挂的吊装系统如图 1 所示。在混凝土灌注阶段 ,由于南浦大桥跨度大 ,拱顶高 ,单根钢管内的混凝土很难一次性灌完 ,所以进行了分仓灌注。该桥拱肋纵向分仓情况和灌注顺序如图 2 (a) 所示 ,而拱肋横断面钢管序号如图 2 (b) 所示 ,经优化比选后 ,钢管内的混凝土灌注过程共分为 7 个工况 ,各工况的灌注顺序见表 1 。桥道系的施工则采用缆索吊装系统从跨中向两岸对称安装预制横、纵梁 ,然后完成现浇接头、铺装桥面系、安装栏杆等工作。
Z HA N G Zhi2cheng
(School of Civil Engineering , Zhejiang University , Hangzhou 310027 , China)

钢桥面铺装体系参数敏感性分析

钢桥面铺装体系参数敏感性分析摘要：通过建立钢桥面铺装体系的空间有限元模型，研究钢桥面铺装各主要设计指标与钢桥面铺装体系各主要构造参数变化之间的规律，找出其中的主要因素与次要因素，为钢桥面铺装的设计提供有价值的参考。

关键词：钢桥面铺装体系、有限元、敏感性分析、1、引言钢桥面铺装体系由直接承受车轮荷载的沥青混凝土铺装层和构成主梁的正交异性钢桥面板组成，其中，正交异性钢桥面板的构造复杂，参数众多，主要包括：桥面板厚度、加劲肋的尺寸及布置等。

此外，铺装本身的刚度对铺装的受力及变形也着重要影响。

因此，研究和分析钢桥面铺装各主要设计指标与钢桥面铺装体系各主要构造参数变化之间的规律，找出其中的主要因素与次要因素，对钢桥面铺装的设计来说具有重要的现实意义。

2、计算模型和主要影响因素的选取由于钢桥面铺装体系在荷载作用下的力学响应不仅于结构参数息息相关，而且与所作用荷载的位置也有着密切的连续，对荷位1荷载大小为1.08MPa的钢桥面铺装体系进行空间有限元模型的参数化得敏感性分析，模型的主要参数如表2.1所示。

表2.1钢桥面铺装体系敏感性分析参数表3、铺装层结构参数变化的敏感性分析铺装层结构参数主要包括铺装层材料的弹性模量和铺装层的厚度，由于在不同温度下铺装层的弹性模量有着较大的变化，因此，实际工作状态下的钢桥面铺装层的力学性能也有较大的变化，因此，只有对铺装层结构参数进行敏感性分析，才能为了全面的掌握和分析钢桥面铺装体系的力学性能。

3.1、铺装层厚度变化的影响由表3.1可知，随着铺装层的厚度的增加，最大横向拉应力呈现出先增大后减小的基本变化规律，横向拉应力变化幅度不大，在0.222MPa到0.235MPa之间。

最大挠度总体呈现减少的基本趋势，最大挠度变化幅度也不大，在0.883mm 到0.891mm之间。

这一定程度上说明铺装层厚度变化对控制铺装体系设计的主要力学指标的影响并不明显。

表3.1铺装层厚度变化对最大横向拉应力和最大挠度的影响分析一览表3.2、铺装层弹性模量变化的影响由表3.2可知，随着铺装层的弹性模量的增加，最大横向拉应力逐渐增大，当铺装层弹性模量为1000MPa时，最大横向拉应力只有0.137MPa，而当铺装层弹性模量为2500MPa时，最大横向拉应力为0.420MPa，铺装层弹性模量变化对钢桥面铺装层的最大挠度影响并没有其对最大横向拉应力的影响明显，但相对于铺装层厚度的影响来说，却有较大的变化，其中当铺装层弹性模量为1000MPa 时，最大挠度为0.892mm，而当铺装层弹性模量2500MPa时，大挠度为0.757mm。

双工字钢-混凝土组合梁桥结构参数分析

66桥梁建设2019年第49卷第6期（总第26"期）Bridge Construction, Vol. 49 #No. 6 #2019 (Totally No. 260)文章编号！003 —4722(2019)06 —0066 —06双工字钢一混凝土组合梁桥结构参数分析张玉杰，马芹纲，郭佳威(浙江省交通规划设计研究院有限公司，浙江杭州310006)摘要：为了探究结构参数变化对钢一混凝土组合梁桥受力性能的影响，确定结构参数的合理取值，以某4X35 m的双工字钢一混凝土组合连续梁桥为背景，采用ANSYS软件建立全桥精细化有限元模型，分析翼缘板宽厚比、腹板高厚比、腹板竖向加劲肋厚度和间距及横梁间距和竖向位置的变化对桥梁总体受力性能的影响，提出各结构参数的合理取值建议。

结果表明：组合梁桥的弹性稳定系数随翼缘板宽厚比增大和腹板高厚比的增大逐渐减小；翼缘板宽厚比小于12、腹板高厚比取100"120时，稳定性能得到保障；腹板竖向加劲肋厚度增大，组合梁桥的弹性稳定系数稍有增大，从施工及焊接角度考虑加劲肋厚度建议取12"16 m m;加劲肋间距越小，组合梁桥的极限承载力越高，间距取2. 5m左右可满足稳定性要求；横梁间距取8"10 m、布置在横断面稍微偏下的位置时，对钢梁受力较为有利。

关键词：连续梁桥；钢一混凝土组合梁；受力性能；结构参数&单性稳定系数；有限元法中图分类号：U448. 216;U443. 35 文献标志码：AAnalysis of Structural Parameters of Bridge withTwin I-Shaped Steel Beams and Concrete SlabsZHANG Yu-jie , MA Qin-gang , GUO Jia-wei(Zhejiang Provincial Institute of Communications Planning, Design i Research, Hangzhou 310006, China)Abstra c t：To investigate the effects of variation of structural parameters property of the steel-concrete composite beam bridge and to obtain the reasonable values of parameters,a 4X35 m continuous beam bridge with twin I-shaped steel beams and concrete slabs wastaken as the study background.The software ANSYS was used to establish the ment model of the full bridge,to analyze the influence of a series of parameters on the global loadbearing performance of the bridge,including thewidth—to—thickness ratio of the flange, thickness ratio of the web,the thickness and spacing of vertical stiffeners of the web as well as thevariation of the i ntervals and vertical position of cross beams.And the reasonable values of all thestructural parameters were determined.The results show that the elastic stability coefficient of thecomposite beam bridge gradually decreases with the increase of the width-to-thickness ratio of theflange and the depth-to-thickness ratio of the web.When the width-to-thickness ratio of the flangeis less than12and the depth-to-thickness ratio of the web is set at100-120, structure can be assured.As the thickness of the vertical stiffeners of the web tic stability coefficient of the composite beam bridge slightly rises,and a value of 12-16 mm is suggested for the thickness of the stiffeners when construction and welding are concerned.The smaller the spacing of stiffeners,the h igher the ultimate load bearing capacity of the composite beam收稿日期！2019 — 08 — 02基金项目：浙江省交通运输厅科技项目（2017016)Project of Science andTechnologyProgram of Department of Transport of Zhefang Province (2017016)作者筒介：张玉杰，高级工程师，E-m ail75276113@。

工字钢截面尺寸优化设计中理论重量与承重能力的灵敏度分析

工字钢截面尺寸优化设计中理论重量与承重能力的灵敏度分析工字钢作为一种常用的结构钢材料，在建筑和工程领域广泛应用。

对于工字钢的设计和选型，理论重量和承重能力是两个非常重要的考量因素。

本文将对工字钢截面尺寸优化设计中理论重量和承重能力之间的灵敏度进行分析，以期找到最佳的设计方案。

1. 理论重量的灵敏度分析在工字钢的设计中，理论重量是一个非常重要的参数。

理论重量的大小直接关系到工字钢本身的质量和成本。

因此，对理论重量的灵敏度分析非常有意义。

首先，我们通过数学模型来描述工字钢的截面尺寸和理论重量之间的关系。

假设工字钢的截面尺寸为h（高度）、b（宽度）、t1（腹板厚度）和t2（翼板厚度），则工字钢的理论重量可以表示为：W = γ ( h·t1 + b·t2 )其中，γ为单位质量常数。

通过对这个数学模型进行求导，我们可以得到关于理论重量的灵敏度表达式。

对于理论重量的灵敏度分析，一种常用的方法是通过变量的离散化来进行。

我们将工字钢的截面尺寸按照一定步长进行变化，然后计算每个截面尺寸对应的理论重量。

通过计算得到的数据，我们可以得到理论重量与截面尺寸之间的灵敏度。

通过对理论重量的灵敏度分析，我们可以找到对于工字钢设计最为敏感的截面尺寸参数。

在实际工程中，我们可以根据这些敏感参数来进行优化设计，以达到减轻工字钢的重量和降低成本的目的。

2. 承重能力的灵敏度分析承重能力是工字钢设计中另一个重要的考虑因素。

在设计过程中，我们需要保证工字钢能够承受预期的荷载，并且不会发生过度变形或破坏。

因此，对于承重能力的灵敏度分析具有重要意义。

承重能力与截面尺寸密切相关，因此我们可以通过改变工字钢的截面尺寸来分析承重能力的灵敏度。

一种常用的方法是通过有限元分析，模拟工字钢在受力状态下的行为，并计算其承载能力。

在进行承重能力的灵敏度分析时，我们需要考虑工字钢的截面形状、材料力学性能和受力状态等因素。

通过改变这些参数，我们可以得到不同情况下工字钢的承重能力，并比较它们之间的差异，进而得到承重能力与截面尺寸之间的灵敏度。

多跨刚构—连续组合梁桥参数敏感性分析及施工监控

多跨刚构—连续组合梁桥参数敏感性分析及施工监控
近些年来,多跨刚构-连续组合梁桥在地形起伏、墩高差异较大的高墩大跨结构中广泛应用。

但作为一种复杂的超静定结构,多跨刚构-连续组合梁桥施工工艺复杂,工期长,施工过程影响结构状态的参数较多,比如结构的设计参数、温度荷载、混凝土收缩徐变效应、合龙顺序等,造成实际成桥状态与设计理想状态出现偏差,影响结构运营阶段的正常使用。

因此,有必要对多跨刚构-连续梁桥实际施工过程进行监测控制,掌握桥梁的实际工作状态,并对影响因素进行参数敏感性分析,进而对控制参数进行适当调整,指导实际施工,满足合理成桥状态的线形和受力要求。

本文以内蒙古准兴黄河大桥主桥为依托工程,进行了混凝土容重γ、弹性模量E以及预应力损失值三项在内的设计参数的敏感性分析,同时引入敏感度系数S识别影响多跨刚构-连续
组合梁桥最大悬臂状态以及成桥状态的主要设计参数、次要设计参数;进行混凝土收缩徐变效应的影响分析,研究发现成桥10年全桥整体下挠但各跨下挠量略
有不同,其中成桥5年内主梁下挠增长较快,随着时间的增长混凝土收缩徐变对
结构的长期变形影响较小;进行了温度荷载影响分析,得出了整体升温、整体降温、梯度升温、梯度降温四种温度荷载工况下结构的应力和位移状态,进而提出控制温度荷载影响的措施;分析不同合龙顺序对多跨刚构-连续组合梁桥成桥状态实
际位移和应力的影响,并确定合理的合龙方案。

在以上基础上,对内蒙古准兴黄河大桥主桥左幅施工监控方案进行了阐述,
包括监控内容、监控方法、监控系统等。

最后,将线形和应力的实测结果与理论分析结果比对,给出监控结论。

工字钢截面尺寸优化设计中理论重量与承重能力的灵敏度评估

工字钢截面尺寸优化设计中理论重量与承重能力的灵敏度评估工字钢作为一种常见的建筑材料，在结构设计中起着重要的作用。

然而，在实际的工程应用中，工字钢截面尺寸的优化设计是一个复杂而繁琐的过程。

本文将通过评估工字钢截面尺寸在设计中的理论重量与承重能力之间的灵敏度，探讨如何进行合理的优化设计。

一、理论重量与承重能力的概念理论重量是指工字钢截面在给定条件下的自身重量，是一个固定的数值。

而承重能力则是指工字钢截面在可接受的应力条件下能够承受的最大荷载，是一个与材料性能、几何形状相关的数值。

在工字钢的尺寸优化设计中，理论重量和承重能力是两个重要的指标。

二、理论重量和承重能力的关系理论重量和承重能力之间存在一定的关系，即截面尺寸的变化会对理论重量和承重能力产生影响。

一般来说，截面尺寸的增大会导致理论重量的增加，而承重能力的提高则需要通过调整材料性能和几何形状来实现。

三、工字钢截面尺寸优化设计方法为了实现工字钢截面尺寸的优化设计，可以采用以下方法：1. 基于规范的设计方法：根据相关的建筑规范和标准，确定工字钢截面尺寸的上下限，然后通过迭代计算的方法，逐步调整尺寸，使得工字钢在给定的承重能力下具有最小的理论重量。

2. 结构优化方法：通过数值分析的方法，对工字钢的承载性能进行评估，然后通过优化算法，寻找最佳的截面尺寸，使得在给定的约束条件下，理论重量和承重能力达到最佳的协调。

四、灵敏度评估方法在工字钢截面尺寸优化设计中，灵敏度评估是一种重要的分析方法。

通过灵敏度分析，可以评估工字钢截面尺寸变化对理论重量和承重能力的影响程度，从而为优化设计提供指导。

灵敏度评估的具体步骤如下：1. 确定评估指标：在工字钢截面尺寸优化设计中，常用的评估指标包括理论重量和承重能力。

2. 设定评估参数：选取影响截面尺寸的关键参数，如高度、宽度等，并确定其变化范围。

3. 构建模型：根据选定的评估参数，建立工字钢截面尺寸优化设计的数学模型。

4. 进行数值计算：通过对模型进行数值计算，得到在各个评估参数取值下的理论重量和承重能力。

连续双工字钢板组合梁优化设计概述

连续双工字钢板组合梁优化设计概述李井辉【期刊名称】《《山西建筑》》【年(卷),期】2019(045)021【总页数】3页(P1-3)【关键词】钢—混组合梁桥; 双向板; 优化设计【作者】李井辉【作者单位】辽宁省交通规划设计院有限责任公司辽宁沈阳 110166【正文语种】中文【中图分类】U442.50 引言钢板组合梁桥是组合结构桥梁的一种常见形式，由工字形钢主梁、横梁、混凝土桥面板、连接件、加劲肋组成，具有结构形式简单、受力明确、预制施工方便、易于维修养护、跨度适用范围广等优点；本文介绍下30 m跨径的连续双工字钢—混组合梁桥优化设计过程。

1 30 m跨径连续双工字钢—混组合梁桥简介双工字钢板组合梁桥单幅桥面宽度为12.50 m，混凝土桥面板和钢主梁、横梁通过剪力钉连接；本次设计不设置预应力钢束，负弯矩区采用强配筋控制裂缝的模式，对应的施工方案如下：架设临时墩→分段吊装钢梁→在临时墩上将分段钢梁拼接成整体→拆除临时墩→吊装预制桥面板→浇筑湿接缝→施工铺装及防撞墙。

桥梁断面如图1所示。

2 桥面板设计概述钢板组合梁的桥面板受力模式属于双向板、受力复杂，本次是通过建立板壳、实体模型来分析桥面板受力；模型中桥面板采用6面体单元模拟、钢板梁采用板单元模拟，钢混之间的连接采用节点耦合模拟；建模时桥面板采用等厚度，主要考虑：1)建模方便，节省时间；2)桥面板横向各截面惯性矩相同，应力结果与内力结果等价。

有限元模型如图2所示。

桥面板设计流程：依据设计经验、搜集的资料、设计控制指标等初步拟定结构尺寸→双主梁合理间距分析→大横梁合理间距分析→桥面板优化设计。

初步拟定的典型尺寸见表1。

表1 初拟结构尺寸表主梁间距L/m横梁间距B/m桥面板平均厚度/cm翼缘宽度mm7527800根据初拟尺寸进行初步计算可知：1)30 m跨径连续梁，受拉翼缘厚不大于50 mm时，组合梁最适合的梁高为2 m。

2)局部荷载作用下桥面板纵、横向弯矩值基本一致时，横梁高度采用80 cm较合适。

同济大学---石雪飞老师-----双工字钢混组合梁桥设计与施工

1、双工字钢混组合梁简介
同济大学石雪飞
钢主梁
间距——与横梁结合形式相关对于非支承横梁，主梁间距要使桥面板横向正负弯矩均衡对于无悬臂的支承横梁，主梁外侧的悬臂不能大于2m 对于有悬臂的支承横梁，则主梁间距可以有很大选择余地
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
多主梁
单根主梁尺寸小，钢梁制造费用高在梁高受限时适用，跨线桥使用较多适合于单梁吊装，安装大型主梁有困难时，大部分用在独立短桥、
宽桥
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
1、双工字钢混组合梁简介
同济大学石雪飞
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
同济大学石雪飞
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
同济大学石雪飞
1、双工字钢混组合梁简介
支承与非支承横梁
横梁非支承
连接简单，需要较厚桥面板，主受力方向在横桥向
横梁支承
桥面板受力主方向在纵桥向，钢材用量较大，板厚较小，但接缝多
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
同济大学石雪飞
1、双工字钢混组合梁简介
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
同济大学石雪飞
分块预制
全宽预制
现浇桥面板钢筋整体吊装
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双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究
同济大学石雪飞
2、双工字钢混组合梁合理梁高

组合双轴对称工字形钢梁截面优化设计

确的，化效果明显，方便地应用于组合双轴对称工字形钢梁截面的设计。优可
关键词工字形钢梁优化设计强度控制刚度控制
ＯＰＴＩＩＭＺＡＴＩＯＮＤＥＳＧＮＩｏＦＥＣＴＩＳｏＮＦｏＲＳＹＭＭＥＴＲＩＢＩＣＢＵＩｒＵＰＳＴＥＥＬ＿Ｌ＿ＩＳＨＡＰＥＤＢＥＡＭＳ
字形钢梁在不同腹板高厚比下的腹板高度与截面模量、面惯性矩的关系式。在此基础上，出了组合双轴对称截给
工字形钢梁截面的优化设计步骤，根据算例对优化设计步骤进行验证。算例结果表明，优化步骤是快速与准并该
Ｉｓｐｅａｓ－ｈａｄｂｅｍｗａｐｒｓｎｅｓｅｅｔｄ，ａｏｎｅｍｐｅｎｄｅｘａｌｗａｇｖｎＯｅｉｙｈｆａｉｌｔｏｆｈｏｐｉｉａｉｄｅｉｎｓｉｅｔｖｒｆｔｅｅｓｂｉｉｙｔｅｔｍｚｔｏｎｓｇｍｅｈｏｔｄ．Ｔｈｅｏｐｔｍａｅｕｌｘａｐｅｓｏｗｓｔａｔｉｏｅｅ，ｅｆｅｔｖｄｅｏｍｉａｏｒｄｅｉｅＯｄｅｉｎｉｌｒｓｔｏｆｅｍｌｈｈｔｉｓｃｎｖｎｉｎｔｆｃｉｅａｎｃｎｏｃｌｆｓｇｎｒｔｓｇｔｅｔｏｏｉｙｍｍｅｒｃｂｕｌ－ｐｓｅｌＩｓｐｄｂｅｍｓｕｓｎｔｖｎｍｅｈｏｈｅｓｃｉｎｆｂｓｔｌｉｔｕｔｅ－ｈａｅａｉｇｈｅｇｉｅｔｄ．

桥梁施工控制中的结构设计参数敏感性分析

表 1 南浦大桥钢管内混凝土的灌注工况
工况横向顺序纵向顺序
备注工况
横向顺序
纵向顺序
备注
1 1～4 号管纵 1 工序
5
5～8 号管
纵 3 工序间隔 6 d
2 3～2 号管纵 1 工序间隔 4 d
6
7～6 号管
纵 3 工序间隔 8 d
3 5～8 号管纵 2 工序间隔 6 d
7
1～2～3～4 号管纵 4 工序间隔 12 d
摘要 : 基于敏感性分析的基本原理 ,将施工控制目标转化为有约束的极小值问题 ,推导了结构设计参数对结合 ANSYS 软件的梯度分析功能 ,对一座钢管混凝土拱桥进行了施工阶段的结构设
计参数敏感性分析 ,找出影响桥梁施工控制误差的主要设计参数。实践表明该方法简单实用 ,所得结论对类似桥梁的施
Sk ( xk) =
| ΔZ |
Z
/
| Δxk |
xk
= | ψ′k ( x k) |
xk Z
(2)
式中 ,ψ′( x k) 即为目标函数对参数 x k 的梯度值 ψ′k ( x k)
=
5ψ 5 xk
+
5ψ 5 Y 5 Y 5 xk
(3)
由于目标函数中包含了结构的性态响应 Y , 其与设计变量间的关系只有通过结构分析后才能确定 , 而
problem wit h restraints , and t he expression for sensitivity index was denied. Taking advantage of t his expression and t he gradi2 ent analysis function in t he ANSYS software , t he sensitivity analysis of structural design parameters in t he construction of a CF2 ST arch bridge was performed. The design parameters t hat primarily influence t he error of construction control were deter2 mined. It was indicated t hat t he met hod was very simple and useful , and t he conclusion should be valuable to t he construction and design of similar bridges.

钢桥面系统各项参数敏感性分析

ｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃｓｓｔａｔｅｏｆａｓｐｈａｌｔｐａｖｉｎｇａｌｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｉｇｉｄｉｔｙｏｆｄｅｃｋｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏａｎａ— ｌｙｚｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｄｅｃｋｓｙｓｔｅｍｒｉｇｉｄｉｔｙｏｎａｓｐｈａｌｔｐａｖｉｎｇｂｙｃｈａｎｇｅｔｈｅｄｅｃｋｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＵｓｉｎｇＦｉｎｉｔｅ—ＳｔｒｉｐＭｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈａｔｗｉｌｌｃｈａｎｇｅｔｈｅｒｉｇｉｄｉｔｙｏｆｄｅｃｋｓｙｓｔｅｍａｎｄｒｅｖｅａｌｔｈｅｉｎｎｅｒｌｉｎｋｓｂｅｔｗｅｅｎｄｅｃｋｐａｖｉｎｇａｎｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｃｋｓｙｓ源自ｅｍｏｆｌｏｎｇｓｐａｎｓｔｅｅｌ—ｂｒｉｄｇｅａｒｅａｌｗａｙｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｂｏｘ—ｇｉｒｄｅｒｔｏｐｓｌａｂ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｅｎｅｄｒｉｂ，ｔｉ＇ａｎｓｖｅｒｓｅ
ｂｅａｍａｎｄａｓｐｈａｌｔｐａｖｉｎｇ，ＳＯｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃｓｓｔａｔｅｕｎｄｅｒｖｅｈｉｃｌｅｌｏａｄｉｎｇｓｉｓｖｅｒｙｃｏｍｐｌｅｘ．Ａｓｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆａｓｐｈａｌｔｐａｖｉｎｇ，ｔｈｅ
顾兴宇，邓学钧，周世忠，周建林
（１．东南大学，江苏南京２１００９６；２．江苏扬子大桥股份有限公司，江苏南京２１０００４）

钢组合梁桥设计参数研究

钢组合梁桥设计参数研究摘要：钢组合梁桥结构形式简单，综合造价低，在我国的应用逐渐广泛。

本文以一座钢组合梁桥为背景，研究局部设计参数的合理取值及其结构性能的影响，为同类工程提供设计参考。

关键词：钢组合梁；设计参数；有限元0 引言工字钢混凝土桥面板组合梁桥是中小跨度桥梁最常用的组合梁形式。

国外对于组合梁桥已经有较多的实践，形成了一些设计指南[1][2]，给出了构造尺寸的合理取值范围。

本文结合一座双工字钢组合梁桥的设计分析，综合考虑组合梁的弯曲，局部屈曲性能，极限承载能力等性能指标，通过有限元法的参数分析，研究设计参数取值的合理性。

1 背景工程背景工程为某大桥引桥，标准跨为4×35m跨连续梁。

桥面全宽26.5m，单幅桥宽13.025m。

主梁断面采用直腹式双工字钢加混凝土桥面板组合截面，间距7.225m，全跨等高度1.75m。

双工字钢梁之间采用横梁联接，横梁间距5m。

2 工字钢梁参数分析2.1 翼缘板宽厚比工字钢受压翼缘除了满足强度要求外，还需要考虑屈曲稳定性，因此，各设计指南、规范均对受压翼缘的宽厚比均限制在12左右。

连续梁中支点下翼缘板为了抵抗使用阶段巨大的负弯矩一般都需加厚，因而不太可能屈曲。

跨中截面受压上翼缘成桥阶段与混凝土板连接也不会失稳，所以失稳主要可能出现在尚未形成组合截面的安装阶段。

2.1.1 翼缘宽厚比对稳定系数的影响以背景工程4×35m连续组合梁桥为基础，在不改变截面刚度(即保持腹板及上下翼缘板的面积相同)的情况下调整跨中梁段翼缘板的宽厚比，分别建立翼缘宽厚比为8~16的比对模型，进行弹性稳定分析。

随着翼缘宽厚比增高，钢梁在安装阶段弹性稳定系数逐渐降低。

当翼缘宽厚比小于11时，稳定系数趋于稳定；当宽厚比为超过11时，弹性稳定系数明显下降。

2.1.2 腹板厚度对翼缘稳定性能的影响安装阶段钢梁的失稳会发生在翼板和腹板二者中相对薄弱的区域，片面增加翼缘板厚度会造成浪费。

组合双轴对称工字形钢梁截面优化设计

组合双轴对称工字形钢梁截面优化设计
组合双轴对称工字形钢梁截面优化设计可以通过以下步骤进行：
1. 确定设计要求和限制条件：根据所需的承载能力、结构安全性要求、材料成本等确定钢梁的设计要求和限制条件。

2. 确定设计变量：根据钢梁截面的形状和尺寸确定设计变量，如上、下翼缘宽度、节肢的宽度和厚度等。

3. 建立优化模型：根据钢梁的受力分析和设计要求，建立优化模型，目标函数可以是最小化钢梁的重量或最小化材料成本。

4. 进行优化计算：利用数值优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，对优化模型进行计算和优化，得到最佳的设计变量组合。

5. 验证和分析结果：对优化结果进行验证和分析，检查是否满足设计要求和限制条件。

如果需要，可以进一步进行优化迭代，直至满足要求。

通过以上步骤，可以得到组合双轴对称工字形钢梁截面的优化设计，使其在满足承载要求的前提下最大程度地减少材料使用量，提高结构的经济性和性能。

设计参数敏感性之我见

设计参数敏感性之我见引言：在桥梁监控中施工挠度的分析计算是最为重要也是最为困难的任务之一，他直接决定着桥梁能否顺利和拢以及结构的受力安全，而结构设计参数的变化对桥梁挠度的影响十分明显。

在桥梁监控中常用的识别修正参数的方法主要有Kalman 滤波法和最小二乘法。

笔者采用灵敏度分析理论，能够较精确的对设计的参数进行误差分析。

在悬臂施工中的结构挠度监控和预测中，利用规范规定的弹性模量值、构件尺寸和容重，与实测值计算出的结果都存在误差，其中产生的误差归因于设计参数存在误差，因此为了较准确的预测施工预拱度需要将这些设计参数进行识别修正。

1 灵敏度分析理论1.1 灵敏度分析基本理论2 对参数的敏感性分析在桥梁的施工监控中，不同的参数对桥梁结构状态的影响程度也是不同的。

因此，要确定设计参数的实际值以及主要设计参数。

对设计参数的识别通常有两种方法：（1）对于结构几何特性参数、截面特性参数和材料特性参数可通过现场量测来测定。

（2）通过计算分析求出对变形和内力有显著影响的设计参数，笔者应用参数敏感分析法确定分析出对桥梁结构影响较大的参数。

即控制某一参数发生一定幅度的变化，据此求出引起桥梁结构控制部位的变形和内力变化幅度的大小。

结构参数的敏感性分析具体步骤如下：（1）设定参数变化幅度在10%左右。

（2）选定桥梁结构某跨挠度做为控制目标，运用结构分析系统修改设计参数值，并计算挠度变化幅度，进而建立各参数敏感性方程。

（3）确定主要设计参数和次要设计参数。

3 参数敏感性分析在工程实例中的应用为了验证该方法的有用性和实用性，笔者借助大型有限元软件Midas/Civil 对头道松花江1号特大桥选取7号墩最大T构施工阶段悬臂累积挠度进行参数调整分析。

该桥位于吉林省境内，主桥为48m+80m+48m三跨变截面后张法预应力混凝土连续箱梁桥。

由于不同结构形式对于设计参数影响程度是不同的，而同一种桥梁结构对不同的设计参数的敏感性也是不同的。

双梁桥式起重机钢结构的优化及交互式展示设计

双梁桥式起重机钢结构的优化及交互式展示设计摘要：本文针对双梁桥式起重机钢结构进行了优化设计，并采用交互式展示方式展示了该设计方案。

首先，通过建立三维模型，确定了原始设计中的问题，然后采用多目标遗传算法对结构进行了优化，最终得到了更加合理、高效的设计方案。

接着，对该方案进行了虚拟展示，实现了用户的交互式展示，让用户更加直观地理解钢结构的设计优化过程。

通过本文的研究，可以为同类型结构设计提供参考。

关键词：双梁桥式起重机；钢结构优化；多目标遗传算法；交互式展示正文：1.引言双梁桥式起重机是一种常见的起重机械，其构架主要由钢结构构成。

在实际应用中，由于各种因素的影响，如工艺生产，结构承重能力、施工周边环境等都会对钢结构造成影响。

因此，对双梁桥式起重机的钢结构从事优化设计，能减少材料消耗，在保证应力状态的合适情况下实现结构的轻量化。

同时，为了让客户更好地参与设计与构建过程，本文采用了交互式展示方式。

2.钢结构优化的多目标遗传算法本文采用多目标遗传算法对钢结构进行了优化设计。

该方法可以对多个运算目标或约束条件进行最优化设计。

优化目标采用空间受力，刚度、材料消耗等三个因素进行考虑。

具体优化操作如下：（1）建立双梁桥式起重机钢结构的三维模型（2）采用多目标遗传算法对双梁桥式起重机的钢结构进行优化设计（3）针对优化后的设计方案进行静力分析与动态模拟分析（4）采用合适的配置消耗小型号的钢材进行构建优化方案结构3.钢结构的交互式展示设计针对优化设计方案，本文采用交互式展示方式展示设计结果，具体操作如下：（1）使用虚拟展示技术以三维模式展现优化后的设计结果（2）在可视场景下打印、设定工艺参数（3）使用交互式展示方案逐层逐部展开播放，同时结合文字、图像和动画等多种介质介绍设计的理论和规格通过交互式展示设计，用户能够在视觉和听觉两个方面更直观、更深入地理解钢结构的设计优化过程，更具有参与、建设的意识，同时可以更好的了解钢结构的设计特点和操作规程。

探讨桥梁施工设计中的结构参数敏感性

计阶段时的主次要设计参数。
性误差的敏感性影响由低到高的排列次序依次为、Ｔ。、 △ 厂，Ｔ：～ＥＴ４、Ｔ … ｔＲ表１吊装阶段敏感性分析结果
２３．２混凝土灌注阶段的敏感性分析
前言：
由于受各种误差的影响，桥梁的施工状态总会与其设计的理论值存在一
析功能以及公式ｉ（）： ∑ ）ｕ — ｊ），Ｘ＝ｘｌ，ｘ２，ｘ３．＇．Ｘｎ￣对吊装阶段的结构
设计参数进行敏感性分析，所求得的敏感性参数如表ｌ所示，引入影响百分比的概念对结构参数的敏感性进行分析，具体表示方法为：影响百分比＝
由于混凝土灌注过程中涉及到液态灌注、凝固增强和钢管之间相互作
用的问题，因此，桥梁混凝土灌注阶段的参数敏感性分析较为复杂，本文以同一节点分别建立混凝土实心管单元与空心管单元两个ｐｉｐｅｌ６单元进行钢管混凝土结构的模拟。在混凝土灌注后且初步形成强度时，引入其等效弹性模量Ｅ，进而考虑时间、混凝土徐变及收缩等对其刚度的影响。对混凝土灌注阶段影响其灌注控制误差的结构参数主要包括了混凝土处于液
．
定差距，桥梁施工设计控制的主要目的便是使施工设计的真实情况与施工前所设计的理论值尽可能的接近。本文利用参数敏感性的方法确定了桥梁的设计参数对其结构的影响，在借助桥梁施工敏感性分析步骤的基础上，对桥梁

500t双梁门式起重机主梁结构有限元与可靠性灵敏度分析中期报告

500t双梁门式起重机主梁结构有限元与可靠性灵敏度分析中期报告一、研究背景和意义双梁门式起重机是一种重要的货物装卸设备，在航海、物流、制造等领域广泛应用。

研究其主梁结构的有限元与可靠性灵敏度分析，有助于加深对其工作原理和设计特点的理解，为其优化设计和性能提升提供依据。

本文旨在通过对500t双梁门式起重机主梁结构的有限元与可靠性灵敏度分析，提高其使用效率、安全性和经济性，推动现代化物流设备的发展。

二、研究内容和方法1.主梁结构建模采用Pro/E软件对500t双梁门式起重机主梁进行建模，将其分解为多个部件进行组合，建立三维模型。

2.有限元分析利用ABAQUS有限元软件对主梁进行静力学分析，求解主梁的受力情况。

根据受力情况，进行应力和变形的分析。

3.可靠性分析根据有限元分析得到的应力数据和材料强度参数，建立主梁的可靠度模型，并分析其可靠度与不确定性参数的关系，找到对可靠性的主要贡献因素。

4.灵敏度分析采用FMEDA方法对可靠度模型进行灵敏度分析，分析主梁的各个部件和参数对可靠度的影响。

三、预期成果和进展情况预期成果包括：500t双梁门式起重机主梁的有限元分析结果、主要应力和变形分布图、可靠度模型及其灵敏度分析结果。

目前已完成主梁的建模和有限元分析，初步得到主梁的受力情况。

下一步将对应力进行分析，建立可靠度模型并进行灵敏度分析。

四、存在的问题和解决方法存在的问题主要包括：模型精度不够、计算量大等。

解决方法是通过增加采样点数、改进计算算法等措施提高模型精度和计算效率。

五、结论与展望500t双梁门式起重机主梁的有限元与可靠性灵敏度分析有利于深入研究起重机工作原理和设计特点，并为起重机的优化设计和性能提升提供理论依据。

未来，应进一步完善分析方法，提高分析精度，开展动态分析等研究，为起重机的发展贡献力量。

桥梁参数对双工字钢-混组合梁桥结构的影响

桥梁参数对双工字钢-混组合梁桥结构的影响
周宝宏
【期刊名称】《建筑机械》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为研究桥梁参数对桥梁结构动力特性的影响,并从设计角度给出桥梁参数的合理取值,建立三跨连续双工字钢-混组合梁桥模型,分析了主梁刚度、主梁腹板高厚比、横隔梁刚度、横隔梁腹板高厚比等因素对主梁竖向位移的影响,提出了桥梁参数的取值建议。

通过数据分析可知:主梁竖向变形与主梁刚度呈反比,主梁刚度倍数从0.8增加到1.2时,工字钢主梁的竖向变形值减小了26.5%;当主梁的栓钉刚度在QO1Nc至1Nc范围内,栓钉刚度对钢主梁竖向变形影响较大,但当栓钉刚度超过1Nc后,栓钉刚度的改变对钢主梁变形影响很小,为减小钢主梁的变形可将栓钉刚度设置为1Nc。

【总页数】5页(P29-33)
【作者】周宝宏
【作者单位】中交二公局东萌工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U441.3
【相关文献】
1.基于成桥状态下钢-混拱梁组合体系桥梁的力学参数敏感性分析研究
2.双工字钢一混组合连续梁桥振动特性与控制研究
3.双工字钢-混凝土组合梁桥结构参数分析
4.双工字钢-混组合连续弯梁桥有效宽度
5.车辆荷载作用下双工字钢-混组合连续梁桥振动控制研究
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钢筋混凝土梁桥设计方案的优化与可靠性分析

钢筋混凝土梁桥设计方案的优化与可靠性分析梁桥作为一种常见的桥梁结构，其设计方案的优化与可靠性分析对于保障桥梁的安全运行和延长其使用寿命非常重要。

本文将围绕钢筋混凝土梁桥设计方案的优化和可靠性分析展开讨论。

首先，钢筋混凝土梁桥设计方案的优化是指在满足桥梁结构的强度和刚度等基本要求的前提下，最大限度地节约材料、降低成本，并提高桥梁的可靠性和经济性。

优化设计方案需要考虑以下几个关键因素：1. 结构强度：梁桥的结构强度是确保桥梁正常运行和承受荷载的重要指标。

在优化设计中，需要根据桥梁受力特点，合理选择材料、断面形状和尺寸等参数，以满足结构强度要求。

2. 刚度和挠度：桥梁的刚度和挠度直接影响桥梁的使用寿命和行车的舒适性。

在优化设计中，需要通过合理的结构布局和材料选择，控制梁桥的刚度和挠度在合理范围内，以提高桥梁的可靠性和使用寿命。

3. 施工和维护便利性：考虑到梁桥的施工和维护过程对桥梁的影响，优化设计方案应尽量简化结构形式，减少施工难度和维护成本，提高桥梁的可操作性和可维护性。

4. 美观性和环境适应性：梁桥作为城市景观的一部分，其美观性和环境适应性也是优化设计的重要考虑因素。

在设计中，应注重梁桥的外观设计和与周围环境的协调，使其更好地融入城市环境。

其次，可靠性分析是评估钢筋混凝土梁桥在正常使用和极端载荷下的性能和承载能力，以及确定其安全性的过程。

在可靠性分析中，需要考虑以下几个方面：1. 荷载特性：分析桥梁在设计寿命内所承受的各种荷载，包括静、动荷载以及突发荷载等。

通过考虑不同荷载类型的概率分布和统计参数，可以对桥梁的可靠性进行评估。

2. 材料参数：钢筋混凝土桥梁在设计和使用过程中，存在一定的材料参数的不确定性。

在可靠性分析中，需要考虑不同材料参数的变异性，并进行相应的概率分布和统计分析。

3. 结构系统：梁桥作为一个复杂的结构系统，其可靠性与各组成部分之间的耦合和相互作用密切相关。

在可靠性分析中，需要综合考虑不同部位的失效概率，以评估整个桥梁系统的可靠性。