基于MPGA算法的钢-混叠合梁有限元模型修正方法研究

孙 浩

(湖南省高速公路集团有限公司, 湖南 长沙 410026)

近年来，随着我国科技力量不断发展，新的桥梁结构体系层出不穷，钢-混叠合梁组合结构是其中一种具有代表性的桥型，一般通过剪力连接件使钢结构主梁与混凝土桥面形成整体。与混凝土结构相比，可大幅减轻结构自重，有效提高桥梁跨越能力；与钢结构相比，混凝土桥面板可解决钢结构箱梁顶板铺设施工的施工难题。此外钢-混组合结构箱梁整体性好，抗扭能力强，具有广阔的发展前景。目前，我国已经针对钢-混组合结构开展了多项研究，研究方向主要为结构整体受力及局部剪力连接件强度及抗疲劳工作性能，而对有限元模型修正方向研究较少。考虑到有限元理论模型与实际结构之间不可避免地存在误差，因此很有必要对其开展有限元修正方法研究，本文以某钢-混叠合梁为研究对象，基于MPGA算法对其进行有限元模型修正，并通过现场实测数据予以验证，研究成果可为钢-混组合体系有限元模拟提供一定参考。

1 工程概况

某两跨钢-混叠合梁，桥跨布置为(38+42)m，主梁结构形式为双箱单室等截面钢箱梁，材料为Q345D钢材，桥面采用C40混凝土。梁高1.95 m，顶板宽12 m，顶板混凝土厚度为22 cm。横截面分为左右两幅，中间通过横梁连接，为加强箱梁横向刚度，约束箱梁扭转及翘曲变形，在全桥范围内每隔5 m设置一横隔板，板厚20 mm，横向设置4个腹板，腹板厚25 mm，混凝土桥面板与钢箱梁之间通过剪力连接件(剪力钉)连接，其中墩顶剪力钉布置间距为15 cm，其余位置25 cm，采用φ22 mm×200 mm圆柱头焊钉。……