基于改进粒子群算法的独柱墩钢盖梁结构设计优化
2023-08-21曹宇辞
福建交通科技 2023年5期
■曹宇辞 谢 旭
(1.湖南省交通科学研究院有限公司,长沙 410015;2.湖南联智科技股份有限公司,长沙 410203)
独柱墩由于其占地面积较小,材料消耗量不大,在某些场地限制的地区建设桥梁时被广泛应用,但由于很多独柱墩采用单支座支承体系,故其抗倾覆能力较差。近年来,因单支座独柱墩抗倾覆能力不足造成的事故已有多起,故对单支座独柱墩采取必要的措施加固,并优化其结构受力是当前亟待解决的问题。传统的结构优化设计多采用有限元软件进行反复迭代,确定最优的设计参数[1],随着计算机技术的发展,部分专家学者开始将智能算法应用于结构优化领域。冯仲仁等[2]采用拉丁超立方试验设计建立了连续刚构桥的响应面模型,利用粒子群算法对连续刚构桥的参数进行了寻优,结果表明优化后的桥梁弯曲应变能明显减小;付慧建等[3]基于Kriging 模型和海鸥算法对大跨度钢筋混凝土拱桥进行了结构优化,得到优化后桥梁主梁弯曲应力及挠度均有效降低;占玉林等[4]将粒子群算法与响应面方法相结合,提出了桥梁高耸临时提升支架的优化方法,通过建立结构优化的目标函数实现了最大拉应力的明显降低,提高了结构安全度。此外,还有一些专家学者针对特定结构展开了优化设计与研究[5-7]。总结以上研究可知,许多专家学者对不同工程提出了相应的结构优化方法,但就独柱墩钢盖梁结构进行针对性优化的研究鲜有,基于此,本文建立了独柱墩钢盖梁的数学优化模型,基于多目标的改进粒子群算法,联合Python-ABAQUS 二次开发对钢盖梁的主要参数进行了寻优求解,所提方法可为类似独柱墩抗倾覆结构的优化提供一定的参考和借鉴。……
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