基于内含能的预制预应力混凝土U型梁公路桥的结构研究

本文提出了一套用于优化预制预应力混凝土U型梁公路桥设计的自动化程序。基于原料生产、运输和放置,选择经济成本和内含能作为目标函数。使用启发式优化寻找桥板和桥梁的最佳几何形状、混凝土类型、预应力钢和钢筋。这两个目标的结果为低能设计提供了改进机会。分析了对能量效率目标最有影响力的变量。为同时实现两个目标的最优化,使用抛物线拟合描述跨度长度和内含能之间的关系。结果表明,两个目标并不相互冲突,而且最佳能量设计也接近最佳成本设计。分析结果还显示,减少1欧元可节能4k Wh。建议减少桥板的钢筋,同时增加桥板和桥梁处的混凝土用量,以实现较高的能量效率。值得一提的是,对于较长的跨度长度,为保持横向方向上的最佳桥板跨度长度,高度增加时,也应增大倾斜角。