大跨度組合體系橋梁的體系優(yōu)化.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)及技術(shù)水平的提高，大跨度組合體系橋梁的建設(shè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期。大跨度組合體系橋梁屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)變量多。對其進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅有很大的必要性，在其優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中也同樣會受到多方面因素的制約而表現(xiàn)出極大的艱巨性。本文針對大跨度組合體系橋梁優(yōu)化設(shè)計(jì)中的難題，采用聯(lián)合MATLAB及ANSYS的優(yōu)化方式，充分利用它們各自的優(yōu)勢，對大跨度組合體系橋梁中最典型的懸索橋進(jìn)行了整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文以落腳河懸索

2、橋?yàn)楣こ虒?shí)例，對其進(jìn)行以性能及工程造價(jià)為優(yōu)化目標(biāo)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。選取對優(yōu)化目標(biāo)最具重要性、敏感性以及完備性的設(shè)計(jì)變量作為參數(shù)，對落腳河懸索橋進(jìn)行精細(xì)的參數(shù)化建模，通過計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了該參數(shù)化建模方式的精確性以及對本文優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的適用性和必要性。之后對優(yōu)化設(shè)計(jì)變量的取值范圍及優(yōu)化約束條件進(jìn)行合理的設(shè)置，并通過改進(jìn)的罰函數(shù)法將有約束優(yōu)化問題合理轉(zhuǎn)化為適用于粒子群優(yōu)化算法的無約束優(yōu)化問題。最后，聯(lián)合MATLAB及ANSYS對落腳河懸索橋進(jìn)行不

3、同約束條件、不同目標(biāo)函數(shù)等情況下的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了本文優(yōu)化方法的優(yōu)越性。
　　本文給出了一種快速、準(zhǔn)確、通用性強(qiáng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，克服了若干目前在大跨度組合體系橋梁整體優(yōu)化設(shè)計(jì)中遇到的困難。該優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不僅能使全橋總造價(jià)降低，同時(shí)對構(gòu)件的受力性能也起到了優(yōu)化作用。通過對不同情況下的優(yōu)化結(jié)果對比分析發(fā)現(xiàn)：懸索橋的總體剛度與其工程造價(jià)有很強(qiáng)的正相關(guān)性；主梁最大撓度限值是控制全橋工程造價(jià)的關(guān)鍵因素。此外，本文還提出了對懸索橋乃至其他