100m跨预应力张弦式管道优化设计研究  

Optimization design of a 100 m-span prestressed beam string pipe

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作  者:刘晟[1] 薛伟辰[1] 卫丹[2] 王恒栋[2] 

机构地区:[1]同济大学土木工程学院,上海200092 [2]上海市政工程设计研究总院,上海200092

出  处:《水利水运工程学报》2007年第3期17-25,共9页Hydro-Science and Engineering

基  金:教育部混凝土与预应力混凝土重点试验室2005年开放课题

摘  要:对100 m跨预应力张弦式管道的矢跨比、垂跨比及上、下弦截面等设计参数进行了有限元分析与优化,并分析了不同支承条件下该结构的非线性稳定性.以优化后的设计方案为原型,通过1:15缩尺模型的预应力张拉与加载试验,进一步研究了张弦式管道的全过程受力性能.结果表明,半跨荷载工况在张弦式管道设计中起控制作用;张弦式管道对平面外的几何缺陷较为敏感,通过合理设置侧向斜撑可以保证结构的平面外稳定性;有限元计算值与试验结果吻合良好.The rise-to-span ratio, rag-to-span ratio, beam cross-section and area of the cables of a 100m-span beam string pipe are analyzed and optimized by using FEM, and the nonlinear stability of this structure under different support conditions is compared. Based on the optimized structural scheme, the full-range behaviors of the beam string pipe according to 1 : 15 scaled model test of the stretching and loading are studied. Results show that the half-span load is a control loading condition in the design, that the beam string pipes are relatively sensitive to out-plane initial geometrical imperfection, that the out-plane stability of this structure is reliable by adding lateral braces reasonably, and that the analytical results calculated by the nonlinear FEM are in good agreement with the test results.

关 键 词:预应力张弦式管道 优化设计 非线性有限元分析 非线性稳定性 缩尺模型试验 ANSYS 

分 类 号:TU311.2[建筑科学—结构工程]

 

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