斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

论文摘要

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识,系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果;在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量(弯矩)最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上,根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程,并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性;探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明:指定结构状态的优化方法其优化目标明确,力学概念清晰,计算方便,但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形,很难获得全局合理的结果,目前仅用于初定斜拉桥成桥状态;弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形,体现了索力优化的本质特征,能够获得较为合理的优化结果,但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整,目前也多用于初定斜拉桥成桥状态;数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法,所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形,适用性较强,智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点,使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛;影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带,是一种综合的索力优化工具,但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解;分步优化方法融合了多种优化方法的优势,可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求,分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力;为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势,探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。

论文目录

  • 0 引 言
  •   1 斜拉桥成桥索力优化方法分类
  •   2 斜拉桥成桥索力优化方法研究现状
  •     2.1 指定结构状态的优化方法
  •       2.1.1 零位移法
  •       2.1.2 刚性支承连续梁法
  •       2.1.3 零支反力法
  •       2.1.4 刚性索法和自动调索法
  •       2.1.5 恒载平衡法和简支梁法
  •       2.1.6 内 (应) 力平衡法
  •     2.2 弯曲能量 (弯矩) 最小法
  •     2.3 数学优化方法
  •       2.3.1 线性规划算法
  •       2.3.2 非线性规划算法
  •       2.3.3 智能优化算法
  •     2.4 影响矩阵法
  •     2.5 分步优化方法
  •   3 现有优化方法的适用性与存在问题
  •   4 发展趋势
  • 基层及路面变形分析
  • 0 引 言
  •   1 计算模型与计算公式
  •     1.1 模型建立
  •     1.2 位移假定及受力分析
  •   2 方程求解
  •     2.1 单元形函数
  •     2.2 虚功方程求解
  •   3 算例验证与参数分析
  •     3.1 算例验证
  •     3.2 参数分析
  •       (1) 基层厚度与水平摩阻的影响
  •       (2) 模拟路面水平制动荷载的影响
  •       (3) 路基极限承载力的影响
  •       (4) 不同基层参数的影响
  •   4 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 戴杰,秦凤江,狄谨,陈永瑞

    关键词: 桥梁工程,斜拉桥,综述,成桥状态,索力优化

    来源: 中国公路学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 长安大学公路学院,重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆大学土木工程学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51608069),中央高校基本科研业务费专项资金项目(310821171020,310821171019,310821171011,106112016CDJXY200002)

    分类号: U448.27

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.05.002

    页码: 17-37

    总页数: 21

    文件大小: 412K

    下载量: 1009

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