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申请/专利权人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司
摘要：本发明公开了一种适用于高低拱桥的合理拱轴线优化设计方法，包括：将高低拱桥的拱轴线按照拱顶位置进行分割，对左右半跨的拱轴线分别进行优化；确定优化基本参数，基本参数包括高低拱桥的跨径，左右拱脚的高度差，左半跨与右半跨拱轴线的拱轴系数的下界与上界，拱顶处的荷载集度，拱圈材料重度；在满足约束条件的基础上，采用数学优化算法对优化经济性指标求最小值，即得到满足经济性最优的高低拱轴线设计参数左右半跨拱轴线的矢高，左右半跨拱轴线的跨径；计算得到左、右两侧拱圈的拱轴系数。本发明可以对高低拱轴线进行优化，填补了高低拱轴线工程设计优化方法的空白，在保障结构安全性的同时，降低拱圈材料使用，提高桥梁结构的经济性。
主权项：1.一种适用于高低拱桥的合理拱轴线优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将高低拱桥的拱轴线按照拱顶位置进行分割，对左右半跨的拱轴线分别进行优化；步骤二，确定优化基本参数，基本参数包括高低拱桥的跨径L，左右拱脚的高度差Δh，m1和m2的下界[m1]b、[m2]b，m1和m2的上界[m1]u、[m2]u，L2和f2的下界[L2]b、[f2]b，L2和f2的上界[L2]u、[f2]u，拱顶处的荷载集度gd，拱圈材料重度γ；其中：m1和m2分别表示左、右半跨拱轴线的拱轴系数；L2和f2分别表示右半跨拱轴线的跨径和矢高；步骤三，在满足约束条件的基础上，采用数学优化算法对优化经济性指标Index求最小值，得到满足经济性最优的高低拱轴线设计参数，参数包括左右半跨拱轴线的跨径L1、L2，左右半跨拱轴线的矢高f1、f2； 其中： 式中：ξ1表示拱圈水平方向的x坐标和左半跨拱轴线的跨径L1的比例，ξ2表示拱圈水平方向的x坐标和右半跨拱轴线的跨径L2的比例；步骤四，根据公式计算得到左半跨拱轴线的拱轴系数m1和右半跨拱轴线的拱轴系数m2： 式中：gj1表示左半跨拱脚处的荷载集度。
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