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摘要
对于大跨径钢管混凝土拱桥，拱轴线与压力线的偏差会极大影响桥梁的受力状态。为了解决拱轴线优化问题，克服既有拱轴线优化方法存在拱桥主弦管受力不均、无法充分发挥钢管混凝土拱桥受力性能、结构参数利用率低等问题，提出了一种基于主弦管偏心距最小的拱轴线优化方法，充分发挥了每根弦杆的受力性能，结合图乘法与有限元理论，详细推导了该方法的建立与求解步骤。将全拱肋主弦管偏心距作为优化目标，设置全拱肋主弦管偏心距容许值进行迭代计算，通过迭代的方式实现了拱肋主弦管偏心距的优化。为保证线形的美观性与合理性，通过3次样条函数拟合的方式，实现了进一步优化，得到了可用于指导实际施工的拱轴线。在合江长江公路大桥上对该方法进行了验证。结果表明：本方法优化得到的拱轴线能够有效减小主弦管偏心距与弯矩峰值，结构参数利用率更高，相较于合江长江公路大桥初始线形的最大弯矩，优化幅值达到80%;各关键截面弯矩基本控制在100 kN·m以内，相较于抛物线、悬链线优化得到的最优拱轴线形，在内力方面整体最优；采用主拱圈全节点坐标的简便计算方法，可结合任意编程语言，实现模型全桥节点坐标的快速修改，配合优化方法便捷地实现拱轴线的优化。
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单位中交二公局第二工程有限公司
