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。     

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。