Оптимальное проектирование ортотропных конструкций мостовых сооружений при различных условиях нагружения

• Автор: Мохаммед Эльтантави Эльмадави Авад
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРТОТРОПНЫХ ПЛИТ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

1.1 Введение

1.2 Общая компоновка ортотропной плиты

1.3 Конструктивные формы стальных ортотропных плит

металлических пролетных строений автодорожных мостов

1.4 Конструкционные материалы металлических ортотропных

плит
1.5 Нагрузки и воздействия па мостовые сооружения
1.6 Характер работы элементов ортотропной плиты в составе
пролетного строения
1.7 Обзор и анализ методов расчета и экспериментальных
исследований ортотропных плит
1.8 Применение методов оптимального проектирования в
мостовых сооружениях
2 РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ МКЭ ДЛЯ РАСЧЕТА
НДС ОРТОТРОПНОЙ ПЛИТЫ
2.1 Выбор схемы дискретизации ортотропной плиты на конечные
элементы, построение КЭ - модели
2.2 Описание основных применяемых конечных элементы
2.2.1 Конечный элемент - балка
2.2.2 Конечный элемент - пластина
2.3 Исследование точности решения с применением предложенной
конечно-элементной модели ортотропной плиты
2.3.1 Пластины с жесткими балками - ребрами, расположенными с
одной стороны - с эксцентриситетом

2.3.2 Пластины с жесткими балками - ребрами, расположенными без
эксцентриситета
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВА ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
3.1 Постановка задачи ИПП для ортотропной конструкции
3.2 Моделирование ортотропной плиты открытой конструкции и
выбор параметров оптимизации
3.3 Автоматизация расчета с использованием эспрГязыка
программирования
3.4 Результаты расчетов и исследования влияния параметров
ортотропной плиты
3.5 Постановка задачи оптимизации конструкций
3.6 Выбор системы ограничений для оптимизации ортотропных
конструкций мостовых сооружений
3.7 Последовательность процедур многокритериальной
оптимизации
4 ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
В ОЦЕНКЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ОРТОТРОПНЫХ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1 Сравнение результатов с решением, полученным при
однокритериальной постановке с использованием
градиентного метода
4.2 Оптимальное проектирование пяти пролетной ортотропной
плиты
4.3 Оценка проектных решений для трех пролетного участка конструкций моста Суэцкого канала (Египет) с использованием
метода многокритериальной оптимизации
Общие выводы по работе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Приложение

которые проводили эксперименты над моделями ортотропных плит с различным профилем продольных ребер, выполненных из оргстекла, в упругой стадии. По результатам экспериментов исследовались вопросы применимости различных критериев прочности для оценки напряженно-деформированного состояния ортотропных плит.
Теоретические и экспериментальные исследования работы ортотропных плит были проведены Платоновым A.C. [62]. Значительное внимание было уделено работе листа настила под воздействием местных нагрузок. При рассмотрении работы листа настила на местную нагрузку было установлено, что местный прогиб листа между продольными ребрами зависит от конструкции ребер. При ребрах полосового профиля прогиб составляет 1/6 от расчетной величины прогиба для свободно опертой пластинки такой же толщины с пролетом, равным расстоянию между продольными ребрами и шириной, равной длине площадке, на которую располагается нагрузка, при ребрах фасонного профиля величина прогиба листа настила составляет 1/3 от прогиба пластинки.
В результате выполненных экспериментальных и теоретических исследований были сделаны поправки на учет конструкции профиля подкрепляющих ребер. По рекомендации A.C. Платонова, формула для определения минимальной толщины листа имеет вид:
Где £ - коэффициент, принимаемый равным 7,8 при продольных ребрах полосового профиля и 15,6 фасонного. В таком виде формула вошла в СНиП 2.05.03-2008 «Мосты и трубы» [95].
Исследования работы стальных ортотропных плит за пределами упругости на крупномасштабных моделях были выполнены также Платоновым A.C. [63]. На основании теоретических и экспериментальных исследований плит, проведенных A.C. Платоновым, был разработан метод учета пластических деформаций, возникающих в ортотропной плите от
(1.7)