《剛構橋樑的最佳化理論研究》是依託昆明理工大學，由寧曉駿擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：剛構橋樑的最佳化理論研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：寧曉駿
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
剛構橋樑具有造價較低、施工方便和對地形、地質條件適應性好等優點，因此在大跨徑橋樑中具有非常好的競爭力。剛構橋樑的設計參數非常多而且其中一些是相互耦合的，環境參數同時存在機率不確定性量和非機率不確定性量，其最佳化又屬於有約束的多維非線性最佳化問題，因此研究難度較大。本研究擬建立的最佳化理論的最佳化目標為：考慮橋樑的魯棒性需求，使結構的經濟性和可靠性達到綜合最優。研究內容主要將包含兩方面：1.設計參數的敏感性研究。將引入基於遺傳算法（GA）和人工神經網路(ANN)的理論來對計算和實測樣本進行智慧型分析。研究時將同時考慮成橋狀態和施工狀態下兩種不同的結構體系。2.環境參數的不敏感性研究，即魯棒性。將引入模糊數學相關理論，考慮結構在施工、使用時產生的一些不確定因素產生的影響。通過魯棒性研究，使橋樑能夠適應各種不確定性環境，按設計預期正常工作。本項目的研究成果將對指導工程實踐有較高的參考價值。
結題摘要
剛構橋樑具有造價較低、施工方便和對地形、地質條件適應性好等優點，因此在大跨徑橋樑中具有非常好的競爭力。由於設計人員缺乏系統的理論指導橋樑結構的最佳化設計，結構的最佳化依靠人們積累起來的經驗，帶有很強的主觀性和盲目性，且工作量大，費時費力，又無法保證方案的正確性。所以在大跨徑PC連續剛構橋設計中，對主要參數進行最佳化研究是必要的。我國正出於公路建設的大發展階段，剛構橋樑的套用非常廣泛。本研究成果的套用有廣闊的市場前景，對降低橋樑造價、確保橋樑安全有直接的作用。研究內容主要將包含兩方面：1.設計參數的敏感性研究。2.環境參數的不敏感性研究，即魯棒性。 對於連續剛構橋樑的最佳化目標，提出在靜力作用下時以截面應力分布均勻且應力最小以及造價最低為最佳化目標。根據不同設計參數對連續剛構橋樑的受力影響，確定了在最佳化時的最佳化變數與最佳化常量。研究墩高比對橋樑的受力影響，計算得出墩高比的變化對連續剛構橋樑的上部受力影響較小，而對橋墩的自身受力影響較大的結論。邊中跨比對邊跨根部彎矩與中跨撓度影響較大，對中跨根部彎矩與中跨跨中彎矩影響較小。研究在不同邊中跨比下主梁應力和撓度變化，用最佳化軟體lingo 擬合邊中跨比的變化曲線，得出採用較小的邊中跨比可以得到較好的主梁強度和撓度的結論。 在考慮混凝土彈性模量與設計值存在差異的前提下，運用魯棒最佳化設計方法研究在混凝土彈性模量值波動對連續剛構橋跨中撓度的影響，從而得出跨中撓度敏感性最小的彈性模量波動範圍。結合該橋樑工程混凝土實驗報告，分析不同配合比對混凝土抗壓強度、彈性模量以及收縮徐變的影響。最終依據混凝土材料試驗數據進行魯棒分析，計算出主梁懸臂施工時混凝土彈性模量取值的合理區間，進而得到恰當的張拉控制齡期範圍。
