钢板桩围堰静力分析及优化设计-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

Static Analysis and Optimization of Steel Sheet Pile Cofferdam by GUO licheng B.E.(Changsha University of Science Technology) 1996 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Engineering in Bridge Tunnel Engineering in Changsha University of Science Technology Supervisor Professor TIANzhongchu May 2012 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所 呈交的论文是本人 在导师的指导下独 立进行研究所 取得的研究成果。 除了文中特别加以 标注引用的内容外 ，本论文不包含任 何其他个人或集体 已经发表或撰写的 成果作品。对本文 的研究做出重要贡 献的个人和集体， 均已在文中以明确 方式标明。本人完 全意识到本声明的 法 律后 果 由 本人 承 担 。 作 者签 名 ： 日 期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完 全了解学校有关保 留、使用学位论文 的规定，同意 学校保留并向国家 有关部门或机构送 交论文的复印件和 电子版 ，允许论文 被查阅和借阅。本 人授权长沙理工大 学可以将本学位论 文的全部或部分内 容编入有关数据库 进行检索，可以采 用影印、缩印或扫 描等复制手段保存 和 汇编 本 学 位论 文 。 本 学位 论 文 属于 1、保 密 □ ，在 ______年解 密 后 适用 本 授 权书 。 2、不 保 密 □。 （ 请在 以 上 相应 方 框 内打 “ √ ”） 作 者签 名 ： 日 期： 年 月 日 导 师签 名 ： 日 期： 年 月 日 I I 摘 要 以 顺 德 水 道 特 大 桥 28#、 29#主 墩 低 桩 承 台 钢 板 桩 围 堰 结 构 为 背 景 ， 进 行 了 钢 板 桩 围 堰 施 工 过 程 中 的 静 力 分 析 及 结构 优化 设计 。主要 在 以 下 几 方 面 进 行 了 研 究 ： （ 1）应 用 Midas/civil 2006 计 算 软 件 ，对 施 工 过 程 中 的 顺 德 水 道 特 大 桥 28#、29# 主 墩 低 桩 承 台 钢 板 桩 围 堰 结 构 进 行 了 静力 分析 。分 析 结 果 表 明 ，钢 板 桩 体 系 受 力 满 足 规 范 要 求 。 （ 2） 结 构 优 化 技 术 可 以 减 少 结 构 的 材 料 用 量 ， 提 高 结 构 的 性 能 。 因 此 ， 本 文 利 用 APDL 语 言 ， 基于 ANSYS 优 化 平 台 ， 建 立 钢 板 桩 围 堰 截 面 优 化 数 学 模 型 ， 进行 截 面 优 化 设 计 。设 计 结 果 表 明 ，采 用 该 数 学 模 型 方 法 可 以 得 到 较 为 优 化 的 结 构 形 式。 （ 3 ） 均 匀 化 方 法 ， 作 为 一 种 连 续 体 拓 扑 优 化 方 法 ， 比 截 面 优 化 方 法 更 加 有 效 ,ANSYS软 件 的 拓 扑 优 化 模 块 采 用 的 正 是 该 方 法 。 基于 ANSYS提 供 的 优化 模块 ， 采用 均 匀 化 方 法 建 立 了 内 撑 结 构 拓 扑 优 化 模 型 ，进 行 结构 拓扑 优 化 设 计 。再 以 拓 扑优化 设计 得 到 的 最 优 结 构 为 基 础 ， 进 行 了 结 构 尺 寸 优 化 设 计 。 关 键 词 ： 围堰 ； 钢板桩 ； 截 面 优 化 ； 拓 扑 优 化 II II ABSTRACT Background of the low steel sheet pile cofferdam of 28#, 29# main pier pile of Shunde waterway bridge, This thesis mainly makes research on the Static Analysis and Optimization of Steel Sheet Pile Cofferdam. Based on the Calculation Software Midas/civil 2006, the Static Analysis of Steel Sheet Pile Cofferdam is stu