弦支剪式可展桥参数化分析及优化设计

摘要

剪式可展桥能够快速搭建灾后应急通道,提高救援效率.针对剪式机构刚度差、材料利用率低等特点,结合弦支体系提出了一种新型的应急用弦支剪式可展桥梁结构.为研究其结构的承载性能,采用Karamba3D建立有限元模型,在移动荷载作用下对撑杆长度、撑杆数目、剪叉杆截面、初始预应力幅值、剪叉角度等影响因素进行了参数化分析,并利用Galapagos模块以结构最低质量为优化目标对弦支剪式可展桥进行优化设计.结果表明:增大撑杆长度、撑杆数目和初始预应力能够有效减少剪式机构应力和挠度;增大剪叉角度使剪式机构应力和挠度增大,而增大剪叉杆截面厚度会减少剪式机构应力,但会增大其挠度;剪式机构依然以受弯为主;优化使结构质量减少38.89%,且优化后弦支剪式可展桥的应力和挠度大约是其对应剪式可展桥的0.25倍和0.2倍,验证了弦支剪式可展桥的优越性.