基于遗传算法的连续刚构桥主梁设计参数优化研究
预应力混凝土连续刚构桥是一种具有整体性好、受力合理、施工技术成熟、造价适中、跨越能力较强和行车舒适等优点的桥型,在实际工程中得到了大量的应用,同时进一步发展前景也非常广阔。经过长期的设计实践,连续刚构桥的设计参数得到了逐渐的发展和优化。
但是连续刚构桥的分析过程复杂,设计参数众多,难以对其进行系统而全面的科学分析。同时由于缺乏系统的理论指导,设计工作往往凭借经验进行,因此不仅设计具有较强的主观性,而且工作量大、精确度也不高。
所以在预应力混凝土连续刚构桥的研究中,根据已有研究成果,对主要参数进一步优化研究是必要的。本文以云南省某连续刚构桥作为工程背景,通过使用数值分析、正交试验和遗传算法对主梁设计参数的优化进行了研究,主要完成了以下工作：(1)介绍了国内外预应力混凝土连续刚构桥的发展历程与研究现状,并选取主梁参数中的边中跨比、根部梁高高跨比、跨中梁高高跨比、梁底曲线线形四个参数作为变量,其他设计参数为常量进行分析。
(2)采用数值分析方法和正交试验法结合的方法,以主梁的内力、应力、挠度、混凝土用量等作为指标,建立2组共26个桥梁有限元模型。通过对计算结果的分析,得出了有利于提高主梁跨中性能的参数组合方式。
(3)介绍了启发式算法的发展历程及遗传算法的工作原理。在正交试验优化成果的基础上,采用遗传算法进行进一步寻优计算。
建立了另外一组16个有限元模型计算,并对计算结果使用MATLAB遗传算法工具箱实现优化,得到更为精确参数组合方式,并与正交试验法相互印证。
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