基于遗传算法的大跨钢管混凝土桁式拱肋多目标优化

钢管混凝土拱桥因受力性能好、施工方便、稳定性好、美观等诸多优点,成为了近年来发展最快的桥型之一。此外,钢管混凝土拱桥相对梁桥跨度更大,相对于悬索桥和斜拉桥经济性更好,是目前主跨300~500 m的主要建设桥型。然而传统大跨钢管混凝土拱桥设计中拱肋截面参数确定存在效率低及现有以造价为单目标的结构优化方法所得到结构的性能偏低等问题,基于此,平均单位长度拱肋造价和截面面内抗弯刚度被选取作为优化目标,建立了4管桁式钢管混凝土变截面拱肋的多目标优化模型,并利用NSGA-Ⅱ遗传算法进行了求解,实现了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋造价和稳定性2个方面的优化。实例计算结果表明:NSGA-Ⅱ遗传算法可快速、准确地求解出钢管混凝土变截面拱肋以造价和抗弯刚度表征的Pareto最优解集,是该类组合结构多目标优化问题一种高效的求解手段;所得到的Pareto最优解集可供工程决策者和设计者快速选择出同时满足造价较低和抗弯刚度较大的最优拱肋截面参数,显著提高了设计效率和设计方案的合理性;拱肋截面面内抗弯刚度与结构整体竖向刚度及面内稳定性的相关性强,选择该参数作为表征结构性能的优化目标具有一定的合理性;优化后结构的面内刚度和稳定性均满足规范要求,同时造价大幅度降低,优化效果良好。

四肢桁式钢管混凝土拱肋日照温度场及温度效应分析

以曹娥江大桥为工程背景,利用有限单元法对三种工况下的四肢桁式钢管混凝土拱肋截面在夏季各个时刻的温度场进行较为详细的分析,对截面有限元模型进行温度场函数拟合,并对拱肋在非线性温差作用下的结构行为进行探讨,得出的相关结论可用以指导该类结构的设计。

三肢桁式截面拱肋钢管混凝土拱桥动力特性优化

三肢桁式截面拱肋的钢管混凝土拱桥是一种新颖而实用的桥梁结构 ,在实际工程中已经得到了应用。针对目前此类桥梁的设计未考虑其动力特性而造成安全隐患 ,以某一工程为实例 ,在拱轴系数、矢跨比、截面特征系数与横撑设置等方面进行动力特性优化 。

重载铁路中承式拱桥拱肋方案设计研究

蒙华铁路龙门黄河大桥采用中承式拱桥方案,拱肋为主要受力结构,承受轴向压力。结合拱跨与拱肋的匹配性和历史统计资料,从拱轴线形及系数、拱肋横倾角、截面构造、横向联接系、结构自重、拱肋刚度和稳定性、施工方法及工期、后期运营养护维修等方面,对钢管混凝土桁式拱肋和劲性骨架拱肋两种拱肋方案进行对比分析,最终选定钢管混凝土桁式拱肋方案。