《大跨度鋼桁架拱橋結構可靠性最佳化設計方法研究》是依託同濟大學，由程進擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大跨度鋼桁架拱橋結構可靠性最佳化設計方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程進
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
結構最佳化設計是從符合結構使用功能要求並滿足結構強度、穩定性和剛度的所有可行設計中，相對設計者預定的標準，找出的最優方案，它使得設計者由被動的分析轉變為主動的設計控制。目前，絕大部分的結構最佳化設計研究均是基於確定性結構參數。顯然，此類最佳化設計無法反映出結構參數的隨機性對結構設計結果的影響。本項目以最小結構用鋼量為目標函式，研究基於可靠性約束的大跨度鋼桁架拱橋結構尺寸最佳化問題。通過將均勻設計法、神經網路和遺傳算法相結合，建立大跨度桁架拱橋結構可靠性最佳化設計新方法。本項目涉及工程結構學、結構最佳化設計、結構可靠性理論等多個學科，是對目前確定性最佳化設計方法的突破，研究成果將克服目前最佳化設計方法的理論缺陷，全面考慮結構中存在的各種不確定因素，為經濟合理設計大跨度鋼桁架拱橋提供理論依據；同時，促進學科間的交融，推動結構可靠性最佳化設計方法向更廣的領域發展。
結題摘要
結構最佳化設計是從符合結構使用功能要求並滿足結構強度、穩定性和剛度的所有可行設計中，相對設計者預定的標準，找出的最優方案，它使得設計者由被動的分析轉變為主動的設計控制。目前，絕大部分的結構最佳化設計研究均是基於確定性結構參數。顯然，此類最佳化設計無法反映出結構參數的隨機性對結構設計結果的影響。本項目以最小結構用鋼量為目標函式，研究基於可靠性約束的大跨度鋼桁架拱橋結構尺寸最佳化問題。具體研究成果包括：建立了大跨度鋼桁架拱橋可靠度最佳化模型；提出了大跨度鋼桁架拱橋系統可靠度分析的混合方法。該方法融合了BP神經網路、均勻設計法及PCM算法的優點，可以精確方便地對橋樑結構系統可靠度進行分析。將神經網路、可靠度分析法和傳統遺傳算法各自的優點相結合，建立了大跨度鋼桁架拱橋結構可靠度性最佳化設計實用算法。研發了大跨度鋼桁架拱橋結構可靠性最佳化設計程式，並結合算例驗證了程式的正確性和有效性。以重慶朝天門大橋(主跨552m鋼桁架拱橋)為例進行了基於可靠度的大跨度鋼桁架拱橋結構最佳化分析，證明了所建立的結構可靠性最佳化分析方法和開發的程式的實用性，為今後在基於可靠度的橋樑工程結構最佳化分析中推廣該方法與程式奠定了良好的基礎。這些研究成果克服了目前最佳化設計方法的理論缺陷，全面考慮了結構中存在的各種不確定因素，為經濟合理設計大跨度鋼桁架拱橋提供理論依據。
