混凝土系桿拱橋非線性混合整型變量優(yōu)化研究.pdf

1、伴隨著我國橋梁事業(yè)的快速發(fā)展，混凝土系桿拱橋以其造型優(yōu)美、結(jié)構(gòu)輕盈、建筑高度小、跨越能力大以及對地形地質(zhì)條件的良好適應(yīng)性得到了越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
　　 混凝土系桿拱橋的傳統(tǒng)設(shè)計計算工作量大、過程繁冗、設(shè)計結(jié)果受設(shè)計人員水平制約，設(shè)計不能做到最優(yōu)化，更不能做到自動化。此外，國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行了很多研究并得到一些實用的成果，但大多是對吊桿索力、合理拱軸線等進(jìn)行單獨研究。以拱軸線形式和拱肋截面尺寸、系桿預(yù)應(yīng)力束根數(shù)、吊桿面積等為相

2、關(guān)參數(shù)進(jìn)行全局優(yōu)化設(shè)計的很少。
　　 本文結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外系桿拱橋研究成果，以某建成的下承式系桿拱橋為背景，運用有限元結(jié)構(gòu)分析程序和優(yōu)化程序?qū)ζ溥M(jìn)行全局優(yōu)化設(shè)計。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 1.從理論分析剛性系桿剛性拱體系橋設(shè)計時各設(shè)計參數(shù)的選取，包括拱肋截面尺寸、拱軸系數(shù)、矢跨比等。
　　 2.回顧有限元分析程序的原理，編制系桿拱橋通用計算程序，為優(yōu)化迭代中的結(jié)構(gòu)重分析提供有力的支持。通過實例有限元模型

3、與Midas Civil計算結(jié)果進(jìn)行對比，驗證了有限元分析程序的正確性。
　　 3.詳述優(yōu)化方法——混合整型序列二次規(guī)劃法MISQP的算法思想，改編了原優(yōu)化程序并通過典型考題驗證改編后程序的正確性與有效性。
　　 4.以拱肋混凝土、系桿束和吊桿成品索總造價為目標(biāo)函數(shù)，拱軸線形式和拱肋截面尺寸、系桿預(yù)應(yīng)力束根數(shù)、吊桿面積等相關(guān)參數(shù)為設(shè)計變量，系桿、吊桿和拱肋的應(yīng)力和位移為約束條件提出并建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，編制了相應(yīng)的優(yōu)化程序