基于改进鼠群优化算法的起重机主梁轻量化设计

为提高元启发式算法求解桥式起重机主梁优化问题的寻优精度与效率,文中提出一种改进的鼠群优化算法(IRSO)。该算法采用Hénon混沌随机反向学习初始化种群,提高算法的初始寻优性能;在追逐行为中,引入随机反向学习和高斯变异混合策略对鼠群进行逐维学习,增强算法的全局搜索能力;在搏斗行为中,采用翻筋斗搏斗搜索策略更新鼠群位置,增强算法的局部搜索能力;在算法中引入自适应余弦控制因子,实现算法控制参数之间的动态平衡,提高算法的整体寻优能力。仿真结果表明:与其他算法相比,IRSO算法寻优能力更优、收敛精度更高、稳定性和鲁棒性更强;同时,IRSO算法可高效地解决桥式起重机主梁轻量化设计问题,减重效果可达20.72%,具有较好的工程实际应用能力。

铸造起重机主梁结构优化设计

以某钢厂在役400 t铸造起重机箱型主梁为研究对象,通过对主梁原结构以及改进后结构分别进行有限元分析计算,有效地识别出铸造起重机结构中的高风险部位,为产品的结构优化设计提供了一种全新的思路,研究结果为铸造起重机主梁结构的改进设计提供良好的指导依据,确保铸造起重机的安全可靠运行。

公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究--以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。

武汉市江汉四桥拓宽工程主桥设计关键技术

武汉市江汉四桥拓宽工程主桥采用与旧桥外形一致、呈反对称布置的主跨232 m独塔混合梁斜拉桥,跨径布置为(232+70+40+20)m,采用刚构体系。主梁采用钢-混叠合梁与预应力混凝土梁组成的混合梁,钢-混结合面位于主跨距桥塔中心线9 m处,主跨采用双边工字形叠合梁,桥面宽23.5 m,标准梁高1.6 m;边跨采用预应力混凝土边主梁和箱形截面主梁,桥面宽23.5~27.0 m,标准梁高2.1 m。桥塔采用“A”形混凝土塔,塔高114.5 m,其下布置整体式承台,采用18根ϕ2.8 m的群桩基础。斜拉索按空间扇形双索面布置,共104根斜拉索,采用标准强度1770 MPa高强平行钢丝索,主跨梁端采用锚拉板锚固,边跨梁端设置槽口锚固,塔端采用锚固齿块锚固,主塔斜拉索锚固区纵、横桥向均配置有无粘结预应力钢棒。汉阳岸边墩采用T形钢筋混凝土板墩及钻孔桩基础;汉口岸边墩、辅助墩均采用钢筋混凝土独柱墩及钻孔桩基础。桥塔塔柱采用爬模施工;边跨主梁采用支架现浇施工,主跨主梁采用悬臂拼装施工。结构计算结果表明,大桥结构刚度及应力均满足要求。

G3铜陵长江公铁大桥主桥主梁结构设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为(127.5+131+988+131+127.5)m公铁两用斜拉-悬索协作体系桥,双层桥面布置,上层为高速公路,下层为普速铁路与城际铁路。主梁为两主桁钢桁梁结构,采用三角形桁式,桁高13.5 m,桁宽35.0 m。上、下弦杆采用箱形截面,腹杆采用H形、王字形(腹板带肋H形)和箱形截面。上、下层桥面采用正交异性钢桥面板(下层压重区域采用整箱)与主桁形成板(箱)桁组合结构。为改善主桁节点受力,将腹杆的腹板在节点内延至上弦杆底板和下弦杆顶板。斜拉索和吊索的交叉区梁上锚固点采用纵向错开、横向偏移布置。采用有限元软件对结构进行整体和局部计算,结果表明:结构设计满足规范要求。主梁节段为全焊结构,边跨采用顶推施工,中跨斜拉段采用架梁吊机单悬臂施工,悬吊段采用缆载吊机由跨中向桥塔方向安装,合龙段设在斜拉-悬吊交叉区。

襄樊汉江三桥主桥设计与技术特点

襄樊汉江三桥主桥为主跨310 m的预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,桥塔采用无上横梁双直立塔柱,主梁横向宽度达35 m,采用分离式混凝土双边箱结构,斜拉索为平行索面。为实现无上横梁双直立塔柱的景观效果,设计采取多种措施以弥补该体系对大桥动力特性特别是横向稳定性的削弱。从材料、构造措施方面对桥梁耐久性进行设计,以保证大桥的长效使用寿命。

鄂东长江公路大桥结构设计方案研究

为研究千米级混合梁斜拉桥结构设计,以鄂东长江公路大桥为依托,通过结构计算与试验模拟,从钢-混凝土结合段位置的选择、索距、桥塔、主梁、主梁钢-混凝土结合段等方面对该桥结构设计方案进行研究。结果表明:钢-混凝土结合段设置在中跨侧距桥塔中心12.5 m处,结合段位置主梁的变形和内力均较小;中跨标准梁段宜采用15 m索距,边跨宜采用7.5 m索距;该桥桥面以上塔高为180.5 m;索塔锚固形式采用钢锚箱方案,并设置弧形预应力筋减少和控制主桥索塔锚固区外壁裂缝;主梁采用PK断面,可充分发挥全截面的性能;采用优化的"混凝土后设承压板"的钢-混凝土结合段型式,应力和刚度过渡较为平顺。

宁波招宝山大桥主梁局部拆除设计及施工控制

介绍了宁波招宝山大桥主桥主梁压溃断裂的计算模拟 ,拆除控制计算 ,断口处主梁加固设计 ,支架设计等内容 。

非标压力机箱形主梁全约束优化设计

根据非标设备结构优化问题的特点,给出满足《钢结构设计规范》(GBJ17 88)规定的箱形主梁全约束优化设计方 法。将编制的内罚函数法优化程序应用于主梁的设计,计算结果表明,该优化方法可应用于实际设计。

漳州战备大桥主桥设计

漳州战备大桥主桥为双塔单索面三跨连续部分斜拉预应力混凝土箱梁桥 ,主桥孔跨布置为 (80 .8+ 132 + 80 .8)m ,采用塔梁固结、塔梁与墩分离 ,墩顶设支座的结构形式。简要介绍主梁、主塔及主墩的设计。

五峰山长江大桥主桥总体设计

连镇铁路五峰山长江大桥主桥为主跨1092 m公铁两用钢桁梁悬索桥,按4线高速铁路+8车道高速公路设计,主缆跨度为(350+1092+350)m,加劲梁跨度为(84+84+1092+84+84)m。加劲梁采用大节段整体设计,由竖向、横向支座与纵向阻尼器支承,立面为华伦桁式,横断面为带副桁的直主桁形式,材质为Q370qE钢。该桥采用双层桥面布置,上、下层桥面均为板桁结合正交异性整体桥面,顶板与U肋之间采用了双面焊全熔透焊接,铁路桥面道砟槽面板采用轧制不锈钢复合钢板。主缆垂跨比1/10,直径1.3 m,索股混编,采用钢结构锚固系统;索鞍为铸焊结合式,主索鞍纵向分3块制造。桥塔采用门式框架混凝土结构,塔顶设计为“五峰”造型,基础采用桩基础,其中南塔基础为长短桩设计。北锚碇采用大型沉井基础,南锚碇采用不等深圆形地连墙基础。研究表明:大桥结构的静、动力性能满足高速列车行车的安全性与舒适性要求。

希腊里翁-安蒂里翁大桥的设计与施工

希腊里翁-安蒂里翁大桥位于地壳运动的强地震带,跨越深水的海峡和厚沉积土,在十分困难条件下建桥,确实对建设者是一个极大的挑战,在该桥设计中采用了全漂浮五跨连续斜拉桥,基础采用了在加固地基上铺设卵石垫层的沉箱基础解决大的水平位移。在施工中采用了大型浮吊安装上塔柱和主梁,在船坞中预制和浮运沉箱基础等海上作业的方法。他们的创新精神和思路值得我们借鉴。

吉林市雾凇大桥混凝土自锚式悬索桥设计

吉林市雾凇大桥主桥为(35+68+150+68+35)m五跨连续混凝土自锚式悬索桥,综述该桥主桥设计与计算。该桥塔梁间设置横、竖向支座和纵向阻尼器;加劲梁采用单箱三室混凝土截面,标准段梁高2.5 m,在边跨锚固段渐变至6.5 m;桥塔采用门形框架混凝土结构,高54 m,塔身及横梁均采用矩形空心截面;桥塔墩下部采用分离式承台,单个承台布置9根2.0 m钻孔灌注桩;主缆采用5.1 mm镀锌高强钢丝,吊索采用7.0 mm低松弛镀锌高强平行钢丝。设计时采用有限元软件MIDAS Civil 2006、悬索桥非线性分析软件BNLAS及SCDS平面程序对该桥进行了计算分析,结果表明该桥的各项检算均满足规范要求。

桥门机主梁设计时强度与刚度的关系

针对桥门机主梁设计时主要是强度限制还是刚度限制进行了研究。通过结构理论分析并结合相关计算数据与曲线,得出强度刚度限制主要与对刚度的要求、起重机跨度的范围及主梁高度与宽度的比值等因素有关,即当对主梁刚度要求较严时,在一定的跨度范围内,或者主梁截面高度与宽度的比值较小时,桥门机主梁设计主要由刚度限制;而当对主梁刚度要求不高及较小跨度和超大跨度时,或者主梁截面高度与宽度的比值较大时,桥门机主梁设计则由强度限制。这为起重机设计提供了参考依据,有一定的实际意义。

箱形主梁结构优化设计

针对目前箱形梁桥式起重机金属结构自重偏大、结构日益复杂的情况,基于简单的材料力学知识,构建了金属桥架的优化数学模型和进行了软件开发;用两种方法(包含有限元分析方法)对箱形梁桥架进行优化设计.结果表明:通过优化设计后的桥式起重机箱形梁,在满足其性能要求的情况下,其自重减轻了许多,并取得了经济效益.

巴东长江公路大桥主梁构造与斜拉索受力分析

巴东长江公路大桥是国道209线在鄂西部跨越长江的特大型桥梁,其主桥为主跨388m的双索面、全漂浮体系PC斜拉桥。主要对斜拉桥主梁的主要结构设计和斜拉索受力分析进行了介绍。

超高主塔大曲率圆弧异形混凝土横梁施工支架设计与安拆技术

通过对高空主塔横梁支架进行分析研究,针对超高主塔大曲率圆弧异形混凝土横梁施工支架提出以三角桁架为主要承载结构,以拱形支架和立柱支架为传力结构的设计新思路,结合支架的结构特点提出以桁片为安装与拆除基本单元的施工技术。工程实施效果表明,构思精妙、安全、经济、合理。

移栽机主梁的有限元分析与优化设计——基于Ansys Workbench

目前,针对移栽机的研究设计多为理论设计,其缺点是整机质量偏重,对拖拉机牵引力要求高,同时机具购置费和燃油费等均较高,这些阻碍了移栽机在农村的推广应用,必须合理优化其结构尺寸以达到减少整机质量的目的。为此,以移栽机主梁为例论述了基于有限元软件Ansys Workbench的优化步骤和方法,建立了吊杯式移栽机主梁的有限元模型,确定了移栽机在被拖拉机牵引托起的情况下主梁所受载荷和约束等边界条件。根据国家标准和理论计算,初步确定主梁选用材料为Q235、宽度B=100mm、厚度t=5mm的方钢,并应用Ansys Workbench软件的Static Structure模块对其进行了结构静力学分析计算,得出了此条件下主梁的等效应变和等效应力分布云图。然后,在Ansys Workbench下,应用多目标优化设计的方法对主梁的结构尺寸进行优化,确定了优化后主梁的结构尺寸,达到减少整机的质量和降低拖拉机牵引力的目的;同时,应用有限元优化设计的方法不仅降低了移栽机的生产和使用成本,也满足了节能生产的要求,更利于移栽机的推广使用。

港珠澳大桥九洲航道桥设计

充分考虑桥址处自然条件和通航要求,港珠澳大桥九洲航道桥采用主跨268 m五跨连续斜拉桥。主梁采用钢混组合梁,在主梁边跨侧设置变宽段,为桥塔提供布置空间,同时避免了引桥非标准设计。桥塔采用风帆造型,由竖直主塔柱和曲线副塔柱组成,采用钢混组合结构;塔、梁间采用固结约束,桥塔处梁底不设横梁和支座;斜拉索采用竖琴形中央双索面;塔端锚固采用带有上拉杆的框架结构,以满足紧凑截面钢塔结构受力要求;梁端采用锚管穿过箱形联系横梁锚固,以便张拉。主墩基础采用行列式布置的嵌岩桩,单墩设22根直径2.2 m的钻孔桩。大桥设计寿命按120年考虑,钢结构外表面采用“环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+氟碳面漆”涂装体系,钢结构内表面采用“环氧富锌底漆+环氧厚浆漆”涂装体系,并在主梁、桥塔内设置除湿系统。主梁采用分幅大节段吊装的方法施工,钢塔采用大节段吊装后竖向转体施工。

基于规则的起重机主梁配置设计方法

以寻求1个能快速响应客户需求的主梁产品配置设计方法为目标,采用需求变量表达订单需求,产品BOM描述配置结果,通过约束规则构建配置知识库,引入参数化设计的思想,提出了1种基于规则的起重机主梁产品配置设计方法,给出了部分实现例子,同时提供了1种技术上可行的实现方案。