整体浇筑梁预应力束自动布置的分步算法

张德旺，秦寰宇，宋旭明

(1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063；2. 中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075)

PC 梁桥中预应力束的布置直接影响桥梁的承载能力和使用性能。目前，预应力束的布置主要依靠设计者反复调索来实现，较为耗费时间和精力，由于设计者经验和水平的差异，同样桥梁的预应力钢束布置可能差异很大。因此，探索预应力束布置的优化算法，依此编制预应力束自动布置的软件是一项亟需展开的工作。对于预应力钢束的优化设计，国内外学者开展了许多研究[1-2]。UTRILLA 等[3]基于线性规划的最快速下降方法得到了结构几何学上的最佳布索位置和最小索力。楼卓[4]运用多元罚函数法和多元包维尔法对某T 形简支梁进行了优化设计。何雄君等[5]按a-水平解集解法对预应力进行模糊优化决策。赵新[6]利用复形法对变截面连续箱梁进行优化，证明预应力束比混凝土优化的潜力更大。HEMANDEZ 等[7]以预应力钢束最少为目标函数，采用单纯形法对某工字型梁进行优化设计。刘桂林[8]建立了不同设计变量的优化模型，并以此开发连续箱梁桥优化系统。AYDLN等[9-13]以梁体总造价最低为目标函数，运用了遗传算法、梯度搜索法等方法求解设计变量。MARTÍ 等[14]引入能量作为目标函数对PC 梁进行优化设计。以上预应力的优化算法多为局部优化，无法实现预应力束在程序中的全自动布置，或者将预应力束线形和数量同步计算，忽略预应力束线形的构造要求，得到的线形无法应用于工程。……