基于响应面法和麻雀搜索算法的结构有限元模型修正

徐 喆，辛景舟,2*，唐启智，肖维娜，李双江

(1.重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室，重庆 400074；2.广西交通投资集团有限公司，南宁 530022；3.贵州毕节高速发展有限公司，毕节 551700)

建立精准的有限元模型是进行大型桥梁结构系统识别、损伤检测和承载力评估的基本条件[1]。然而，在设计阶段，采用确定性参数建立有限元仿真模型对实际工程结构设计建模时，需要对结构材料属性、几何特性以及边界条件进行一定的简化和近似处理，按照设计图纸建立的理想化模型很难完全准确地反映实际结构；此外，在施工阶段，工程建设人为误差、材料性能、荷载形式和环境条件的随机性等不确定性因素对结构性能具有显著影响[2], 这些不确定性也无法通过模型定量描述，导致了有限元模拟结果与结构表现的实际行为之间的误差超过工程允许范围。因此有必要根据实测结果对有限元模型进行修正，为结构后期运营期间的健康监测、管养维护、状态预测与评估提供科学理论指导。

目前，结构有限元模型修正方法按测试对象主要可划分为矩阵型修正法和参数型修正法两类[3]。矩阵型修正法由于在工程应用中的复杂性和低效性使得其应用具有一定的难度[4]。相反，参数型修正法通过灵敏度分析法[5-7]和响应面法[8-11](response surface model, RSM)调整设计参数来实现。对于实际工程结构，修正参数较多，采用灵敏度分析法需要大规模的反复迭代计算有限元模型，计算效率较低；……