基于正交设计表的连续刚构桥主梁形状优化

许　明

(湖南尚上建设开发有限公司， 湖南 长沙　410022)



基于正交设计表的连续刚构桥主梁形状优化

许明

(湖南尚上建设开发有限公司， 湖南 长沙410022)

摘要：预应力混凝土连续刚构桥因结构整体性好，受力合理，施工方便而得到广泛应用。但在设计过程中，刚构桥主要参数的确定主要依靠设计经验，缺乏足够的理论依据。以国内外已修建的典型预应力混凝土连续刚构桥设计参数为依据，确定参数的合理取值范围，然后采用ANSYS建立参数化模型，基于正交表对某主跨200 m的连续刚构桥关键参数进行了优化研究。分析结果表明：基于ANSYS模型的正交试验设计法可快速、高效地得到较好的优化结果。对于该桥刚构桥优化后建议：边中跨比值为0.6，主跨与墩顶梁高比值为19，梁底曲线指数为1.8。

关键词：混凝土连续刚构桥； 正交表； 参数优化； 结构设计

0引言

预应力混凝土连续刚构桥具有连续梁桥受力性能合理、行车平顺、施工方便等优点。连续钢构桥在200m以内具有足够的竞争力，虽然刚构桥的设计及施工经验均得到了有效积累，但是此类桥梁主要设计参数确定方式主要依靠经验，缺乏相应的理论基础[1-3]。

优化设计是结构设计的重要方向，它综合了计算力学、有限元理论、计算机学及规划学等多学科。优化设计按层次由低到高可分为：拓扑优化、结构形状优化、构件尺寸优化[4-6]。其中本文采用的构件尺寸优化是指在结构类型、材料参数、结构布局及几何构型已确定的情况下，对结构主要构件尺寸进行优化，常用的结构优化方法有规划法、遗传算法及准则法[7，8]。……