基于粒子群算法的斜拉桥恒载索力优化

为了优化斜拉桥恒载索力,将斜拉桥主梁与主塔的弯曲应变能之和作为目标函数,拉索索力、主塔与主梁的位移、应力等作为约束条件,建立斜拉桥恒载索力有限元模型,确定全桥各个单元内力、位移的高阶影响矩阵。利用罚函数法将目标函数与约束条件转变为无约束优化问题,利用粒子群算法找寻无约束目标函数的全局最优适应度,以此得出斜拉桥最优成桥索力。研究发现:粒子群优化算法能在给定约束条件下找寻结构最优状态,该方法简便、有效、实用性强,能降低人工调索的影响,容易获得接近真实成桥状态的索力。     

基于粒子群算法的异形斜拉桥成桥索力优化

异形斜拉桥的结构比较复杂,受力特点与常规斜拉桥不同,传统的索力优化方法存在不适用或优化过程烦琐的问题。粒子群算法可高效、便捷地得到合理的成桥状态,实现索力优化的自动化和智能化操作。为验证结合粒子群算法的索力优化方法的可行性,以某异形斜拉桥项目为依托,利用Midas Civil软件建立三维有限元模型,以最小势能为目标函数,结合粒子群算法自主编写MATLAB程序,对桥梁成桥阶段状态的索力进行优化,并将该方法与传统索力优化方法进行对比。结果表明：传统的索力优化方法不适用于异形斜拉桥,传统的最小弯曲能量法只减小主梁和桥塔的刚度,无法得到可行性结果,虽然添加约束条件后可得到斜拉桥的合理成桥状态,但操作过程烦琐;基于粒子群算法的索力优化方法可更大程度利用斜拉索,获得合理的成桥状态,同时优化过程也更加简便、高效。     

系杆拱桥吊杆评价方法研究

吊杆是系杆拱桥的重要组成部分和传力构件,一旦发生病害将严重影响桥梁结构的安全和使用寿命.在系杆拱桥吊杆评估过程中,如何采取有效的方法对损坏的系杆拱桥进行分析和评价,保证加固方案的合理性,是关系到工程质量和结构安全的至关重要的环节.作为系杆拱桥吊杆更换的一个重要组成部分,正确测试吊杆索力是吊杆顺利更换的保证.采用基于频率法的拱桥吊杆索力测试方法测定旧吊杆的索力.对索力分布进行分析能够判断其索力是否均匀分布及各根吊杆的承载力是否满足要求.     

交通分配的粒子群优化算法

为了方便合理地分配交通量,提出了交通量多路径分配的粒子群优化算法。算法的求解方法是在粒子群算法中构造了路径条数维的粒子空间,每维对应一条可行性路线,其值为对应路径所分配的交通量;对粒子进行归一化处理,使交通量守恒,并进行交通量的多路径分配;根据目标函数评价与筛选粒子,直到满足终止条件。实例计算结果表明:利用粒子群算法得到的目标函数值最小,各路段分配的交通量没有超容量现象,模型求解过程具有方向性,对交通分配的网络规模无限制,因此,粒子群优化算法可行、合理。     

混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

系杆拱桥吊索索力施工监控测量方法的研究

以某系杆拱桥为依托工程,针对吊索索力的诸多影响因素,提出用千斤顶张拉油压表读数测量法与索自振频率振动测量法相结合的方法对系杆拱桥吊索索力进行监控测量,即首先用千斤顶张拉油压表读数测量法对吊索索力进行监控测量,然后用测量的索力对索自振频率振动测量法中的索力系数进行标定,最后再用标定后的索力系数及索自振频率振动测量法对系杆拱桥吊索索力进行监控测量,结果表明,该方法不仅同时拥有千斤顶张拉油压表读数测量法与索自振频率振动测量法的优点,而且测量精度较高,完全可以满足索力监控测量中较高精度的要求与实际工程的需要,可广泛应用于系杆拱桥吊索索力的监控测量。     

运营期系杆拱桥吊杆索力严重损失下的索力调整及控制

结合某运营期系杆拱桥工程实际,在分析全桥结构性能的基础上,利用有限元软件建立全桥仿真计算模型,以影响矩阵理论为基础求解吊杆索力调整量,分析索力调整效果,并监控索力调整时的结构状态。监控结果显示:调索后索力与理论索力接近,桥面线形得到改善,系梁斜裂缝闭合。实践表明调索方法和现场监控措施可行。     

大跨径多塔斜拉桥恒载索力优化方法

基于斜拉桥传统索力优化理论,提出3阶段优化算法。该算法以既定的合理成桥状态准则为目标,运用刚性支承连续梁法获得初始成桥状态,利用零位移法实现结构线形目标,以弯曲能量最小为目标,指定各种约束条件,利用ANSYS优化模块中的1阶优化方法实施索力优化,获得目标成桥状态,求解过程中考虑几何非线性的影响。建立3~6塔主跨为1 400 m斜拉桥的有限元模型,利用参数化设计语言(APDL)编制计算程序,进行算例分析。结果表明:微调索力,结构变形改变量较小,而结构内力变化显著;索力优化前后,塔、梁恒载弯矩明显减小,结构内力和变形均能满足既定目标;运用该算法进行3~6塔斜拉桥成桥状态计算,结构内力和变形均能满足既定目标。     

斜拉-悬吊体系管桥换索与调索分析

结合某斜拉-悬吊体系管桥换索监测与索力调整的工程实践,在分析换索后全桥结构性能的基础上,阐述管桥索力调整的原则与方法。结合平面杆系有限元模型和索力调整的矩阵方法,采用试算法确定索力调整方案,并监测、分析换索后的管道应力、变形及斜拉索索力。结果表明:对于斜拉-悬吊体系管桥类非线性的超柔性结构,考虑结构大变形的非线性影响,有限元模拟、索力测量和调整等方法具有工程实用性,且调索应以使全桥结构受力更趋合理为目的,调索后管道的线形变化符合要求,换索施工前管桥不合理的受力状态及管道异常线形得到改变。     

城际零担货运平台车辆路径问题研究

在考虑城际零担货运平台现有各种不同补贴方案的基础上，以平台补贴成本、车辆使用成本及燃油成本之和最小为目标函数，建立考虑车-货匹配、车辆三维装载等约束条件的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法，计算货物匹配方案、车辆路径、货物装卸顺序、货物装载位置以及平台补贴最优决策方案。实验结果表明：改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与CPLEX优化软件得到的最优解偏差为3.31%；改进的量子粒子群算法通过在求解最佳中间位置时引入适应度函数值作为权重，求解的大规模算例结果比传统量子粒子群算法提高了0.91%；通过分析最优解的特点，将改进的量子粒子群算法与启发式算法相结合，算法的求解 质量提高了4.05%；通过补贴模式对比实验发现，在合理规划周期内，货主时长补贴和空载补贴的增长在维持总成本基本不变的情况下，可有效提升平台利润，提高车辆利用率。     

寒山大桥吊杆二次张拉索力计算

为增大结构的安全储备并保证主梁受力合理,通常系杆拱桥施工中对吊杆采用2次张拉,使其达到设计成桥索力.该文以寒山大桥为例,提出了吊杆2次张拉的施张拉力、顺序的计算问题,以影响矩阵理论为基础,建立了2次张拉最优控制的数学模型,采用惩罚函数法求解,该方法计算精确、简便、实用,是一种较为理想的计算方法.     

影响矩阵法在系杆拱桥成桥二次调索中的运用

在系杆拱桥成桥运营期调索施工过程中,为弥补成桥吊杆力损失,对吊杆进行二次张拉,全桥建立有限元仿真模型,以影响矩阵理论为基础,求解运营期吊杆调索力,并在实桥吊杆力调整施工中进行监控。结果表明,理论仿真结果和实测结果比较接近,桥面线形控制精度较高。     

系杆拱桥吊杆评价方法应用研究

吊杆是系杆拱桥的重要组成部分和传力构件, 一旦发生病害将严重影响桥梁结构的安全和使用寿命。在系杆拱桥吊杆评估过程中,如何采取有效的方法对损坏的系杆拱桥进行分析和评价,是关系到工程质量和结构安全的至关重要的环节。而作为系杆拱桥吊杆更换的一个重要组成部分,正确地测试吊杆索力是吊杆顺利更换的保证。鉴于此,结合工程实例,介绍了基于频率法的拱桥吊杆索力测试方法,并对索力分布进行分析,判断其均匀程度及各根吊杆的承载力是否满足要求。     

基于加权影响矩阵的提篮拱初张索力确定方法研究

大跨提篮拱吊杆初张索力确定过程中,因其空间结构及受力复杂,容易出现顾此失彼的情况。以某450 m特大跨钢箱提篮拱为工程背景,初张索力求解过程中对影响矩阵增加加权系数,通过Matlab求解加权后方程的最小二乘解,经过少量的迭代运算,索力差值即趋于稳定,计算成桥索力与设计成桥索力的相对误差最大为0.28%。加权影响矩阵作为一种加速收敛的方法,吊杆索力收敛速度较为均匀,对类似桥梁成桥索力的确定或索力二次调整提供了一种新思路。     

无应力状态法在吊杆拱桥索力张拉控制中的应用研究

以一次成桥状态为目标,基于无应力状态法构建了索力调整目标函数,调用Matlab对吊杆索力进行了调整,并将计算结果与影响矩阵法进行了对比。结果表明：采用无应力状态法进行索力调整可使成桥最终状态与一次成桥状态更为接近,索力及无应力索长计算结果与一次成桥状态误差分别为2.51%、0.38%;影响矩阵法求解的索力及无应力索长与一次成桥状态误差达10.81%、5.26%,采用无应力状态法2项指标误差远小于影响矩阵法。     

大岩洞特大桥拱圈脱架时背索和扣索索力优化计算

建立了大岩洞特大桥拱圈平转施工状态的三维有限元模型,交界墩和上转盘采用实体单元,扣索和背索采用索单元,拱圈劲性骨架底板采用壳单元,其余采用梁单元,支架则采用只压单元模拟;将最优化计算理论和有限元计算分析相结合,利用MIDAS有限元软件,以支架不受轴压或受压轴力很小为目标函数,对扣索力和背索力进行优化,使拱圈"脱离"支架实现转体,从而获得了扣索力和背索力的最优组合与拱圈最优内力分布.结果表明,拱圈骨架拱脚底板为控制截面,本文计算方法和结论为同类桥梁的建设具有参考价值.     

常浒河矮塔斜拉桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,依据影响矩阵调值原理,应用MIDAS/CIVIL2010"未知荷载系数"模块,对常熟常浒河混凝土矮塔斜拉桥工程进行了成桥索力优化。分析结果表明,该方法可以方便地得到满足设计要求的合理成桥索力,且便于施工过程索力优化与结构内力的控制。     

RES脉内特征的差分进化粒子群投影寻踪评价模型

针对雷达辐射源信号脉内特征综合评估存在标准单一、缺乏客观性等问题,提出了基于群体智能的雷达辐射源信号脉内特征综合评估模型.首先,通过投影寻踪算法将雷达辐射源信号脉内特征的综合评估问题转化为有条件限制的多元非线性目标函数的优化问题;其次,通过改进的粒子群优化算法与差分进化算法的结合得到新的智能算法;最后,利用该算法实现多元非线性目标函数的优化求解.仿真结果表明:该群体智能算法对Rosenbrock测试函数的最优适应度值最小,对Rastrigrin函数和Girewank测试函数的最优适应度值为0,说明该算法的计算精度优于其他算法.同时适应度值的方差比标准粒子群算法和差分进化算法小,说明该算法的收敛性和鲁棒性较好.通过与加速遗传算法对评估问题目标函数5次优化结果的比较,本算法的计算结果没有波动,说明基于群体智能的RES脉内特征综合评估模型能够更客观、更有效地实现对RES脉内特征的综合评估.      

系杆拱桥吊杆索力计算方法对比分析研究

下承式钢箱系杆拱桥内部属于复杂的高次超静定空间结构。为更快、更精确地确定系杆拱桥施工阶段吊杆张拉索力,采用有限元法对整个吊杆张拉过程进行模拟,利用差值迭代法和正装迭代法分别计算合理施工索力。对比分析施工过程及成桥状态下系杆、拱肋内力及变形差异,探讨这两种方法的适用性。研究结果表明:差值迭代法较正装迭代法计算简单,施工索力值均匀,整体结构内力、变形优于正装迭代法,能为同类桥梁的施工索力优化提供实用参考价值。     

扭转索面斜拉桥索力调整

为研究较为合理的扭转索面斜拉桥索力调整的方法,结合工程实践,阐述索力调整的目标和原则,利用影响矩阵法和桥梁结构有限元分析软件Midas Civil 2012,采用试算法制定调索方案,并对调索效果进行分析。监测结果表明:索力调整后,全桥索力接近目标值,主梁线形和塔偏也比较理想。