基于改进NSGA-Ⅱ和IGA-BP神经网络的索梁锚固区结构优化研究

为实现大跨度斜拉桥索梁锚固区钢锚箱的结构优化,依托某大跨度斜拉桥索梁锚固区结构实际工程,提出了一种基于NSGA-Ⅱ算法与IGA-BP神经网络模型的结构参数优化方法。首先基于BP神经网络确定了钢锚箱响应数据预测的拓扑结构,采用自适应交叉变异改进的遗传算法对钢锚箱结构响应神经网络预测模型的权值阈值调参,得到满足拟合精度要求的IGA-BP神经网络预测模型。然后建立考虑结构平均应力和主要板件上峰值应力的数学优化模型,采用改进交叉、变异算子的NSGA-Ⅱ算法设计了钢锚箱结构参数优化流程。最后联合改进NSGA-Ⅱ算法和IGA-BP模型实现了钢锚箱结构参数的优化求解。结果表明：自适应遗传算法对BP神经网络权值与阈值调参的效果良好,相较于标准BP神经网络,IGA-BP神经网络的拟合精度和训练效率均更高;改进NSGA-Ⅱ算法可以实现对钢锚箱结构参数的寻优求解,根据Pareto协调最优解的结果,钢锚箱支撑板与承压板厚度有一定增加,加劲板和锚垫板厚度略微降低;优化后的结构上平均应力降幅约为2.7%,其中承压板应力峰值由200.9 MPa降低至178.1 MPa,降幅约为11.3%,支撑板应力峰值由199.6...     

金东大桥抗震分析与研究

以金东大桥为工程背景,建立有限元模型对结构进行地震时程分析,选取7条地震波,考虑行波效应、桩-土相互作用和阻尼比等因素,讨论各影响因素对结构地震反应性能的影响,总结出相应的规律。     

温度效应对大跨径PC斜拉桥主梁标高控制的影响研究

在大跨度混凝土斜拉桥施工控制中,影响其控制精度的参数相当多,温度变化对桥梁标高的影响最大,为研究温度对混凝土斜拉桥主梁标高控制的影响与对策,以某大跨径混凝土斜拉桥为工程背景,通过实测温度数据采用数值分析方法计算出主梁的轴向温度应变及曲率,代入有限元计算程序中,计算出温度对主梁标高的影响量,对比实测24 h内主梁标高随大气温度的变化,验证该方法的可行性.总结主梁顶板、中腹板、底板各测点的温度变化及主塔沿壁厚方向各温度测点的变化规律,对主梁及主塔温度测点进行优化,为数值分析方法中主梁及主塔截面网格优化提出建议.研究结果表明:采用数值分析方法计算温度对主梁标高的影响是可行的;对混凝土斜拉桥主梁、主塔温度测点进行优化,既能提高数值分析方法的计算效率又能简化测点布置.     

PC箱梁抗扭性能模型试验研究

某特大跨径PC箱梁斜拉桥多根斜拉索断裂导致箱梁受强扭损伤。制作1∶4模型对箱梁进行抗扭性能试验并对其加固后的性能进行研究,以评估主梁是否具备加固条件。基于相似理论对模型梁加载扭矩进行设计,利用Abaqus有限元软件模拟其损伤状态。对0.9倍、1.1倍和1.2倍扭矩作用下的模型梁进行试验,分析不同扭矩作用下的损伤状态;对受损梁加固前后刚度进行对比,最后对加固梁有无体外预应力进行试验,对其加固效果进行评价。结果表明:0.9倍扭矩作用下位移与理论值相吻合,模型梁实际抗扭承载力与理论抗扭承载力接近;锚贴钢板加固能有效地提高损伤梁的抗扭刚度,体外预应力对模型梁扭转刚度也有大幅提高。     

通气孔对新型不锈钢芯管平压性能影响分析

不锈钢芯管作为不锈钢桥面芯板的重要传力构件,其平压力学性能与桥面板承载能力息息相关。因钎焊工艺要求,不锈钢芯管壁上开设有双通气圆孔。为研究双通气圆孔对不锈钢芯管平压性能的影响,开展2组不同厚度不锈钢芯管平压性能试验与有限元非线性屈曲分析。通过试验结果验证采用Riks弧长法进行不锈钢芯管非线性屈曲分析方法的正确性。并考虑圆孔直径d、偏心距e、芯管壁厚t等因素,建立不同规格不锈钢芯管模型,开展非线性屈曲分析,探究多参数协同作用下对不锈钢芯管平压性能的影响分析。研究结果表明：不锈钢芯管平压试验曲线表现出明显的非线性特征,分为弹性阶段、弹塑性阶段与塑性破坏阶段;通气孔、管端扳边处转角及管脚10 mm处易优先出现局部屈曲破坏;不锈钢芯管极限荷载Pu及其对应的压缩位移δu随孔径d、偏心距e的增加而减小,随壁厚t增加而增大;芯管极限荷载Pu受孔径d的影响大于受偏心距e的影响,增大孔径使芯管极限荷载Pu下降6.00%～15.51%,而增大偏心距使芯管极限荷载Pu下降0.64%～9.22%,芯管应规避在管身中部(e/H=0.5)开孔;当孔径比d/D≯0.04、偏心比e/H≯0.3时,通气孔对芯管极限承载...     

大跨度悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥多目标索力优化研究

为实现对某库区大跨度悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的合理索力优化,基于多目标优化理论建立了该拱桥的索力优化数学模型,采用改进的多目标粒子群算法联合ANSYS参数化模型对其进行数值求解。计算结果表明：改进后的多目标粒子群算法对该拱桥的索力寻优模型具有良好的适应性,Pareto收敛前沿以较快速度逼近各目标函数最小值,输出的最优索力组合有效降低了各拱圈节段的峰值拉应力,改善了成桥状态下的内力分布,且在维持了合理拱圈线形的基础上进一步实现了对拱圈变形的控制。     

基于灰色理论的中承式钢箱拱桥主梁线形控制研究

为研究灰色预测理论在中承式钢箱拱桥主梁施工线形控制中的应用,以某中承式钢箱拱桥为依托背景,基于灰色预测理论建立了主梁施工过程中考虑残差修正的线形预测灰色模型GM(1,1),并结合MAT-LAB编制了主梁施工过程的立模标高灰色预测模型计算程序,预测了主梁节段的施工预抬高值,并指导现场立模施工,利用现场主梁施工实测线形数据...     

无推力提篮式人行拱桥的设计与分析

以某无推力提篮式人行拱桥为工程实例,分析无推力提篮式拱桥的主要设计特点.并建立该提篮拱桥的空间有限元计算模型,分析了边横梁的应力、结构自振特性及结构整体稳定性.分析结果表明:无推力提篮式拱桥整体刚度大,整体稳定性好,基础工程造价低,边横梁受应力影响截面尺寸应适当加大,有限元建模时结构自重系数应适当放大.