對橋梁結構優化設計理念的研究

2022-09-27 13:00:03 字數 868 閱讀 8766

摘要:隨著我國橋梁建設的快速發展,當前橋梁的結構設計已經相對成熟,與此同時也有不良的快餐化設計傾向在坊間流傳,想要設計出更好的橋梁,作者認為應打破常規的設計理念,要讓在計算機和網路時代成長起來的工程師們利用強大的計算機輔助設計,將優化設計的理論與方法充分引入到橋梁結構的設計中來,設計出真正「安全、實用、經濟和美觀」的橋梁。本文主要結合作者的橋梁設計經驗,總結我國橋梁結構優化設計的發展情況,並**了橋梁結構的優化設計。

關鍵詞:橋梁;結構;優化設計

一、我國現階段橋梁結構優化設計理念

隨著力學理論和試驗科學的不斷發展,我國橋梁結構在設計理論與設計思想上都有了較大的進步,結構設計原理和可靠度理論相結合而成為工程結構規範編制的基礎。現如今我國的橋梁結構設計理論已逐漸由以往的容許應力發展到極限狀態設計,使橋梁結構的安全性建立在更為理性的基礎上。一般情況下,我國橋梁結構優化設計都只進行區域性優化,這主要是由於大多數橋梁的結構都較為複雜,主要為超靜定與高次超靜定結構,且材料引數與幾何尺寸等設計變數較多,給橋梁結構進行整體優化帶來一定困難所導致的。

但是,在對橋梁進行評價時卻還是以橋梁整體效果為主。因此,區域性優化對於橋梁整體改善效果比較難評定,而由進行過獨立優化的構件構成的橋梁結構體系卻不一定是最好的。

隨著橋梁結構優化設計理論特別是可靠度理論的不斷發展,目前我國已有數百種優化演算法。優化演算法是指以可靠度為約束條件,以整體結構功能或整體動力效能與整體經濟指標最優為目標的優化方法。所有優化演算法可大致分為最優準則法、數學規劃法和仿學生法三種。

最優準則法是指根據工程經驗、數學規劃、力學概念的最優性條件,先建立一種準則,再通過相應的迭代方法來獲得問題的最優解或近似優解。仿學生法具有適應性廣、解題能力較強等特點,主要有模擬退火法、遺傳演算法和神經網路等,近幾年發展較快。數學規劃法的理論基礎較嚴格,由於某些特性而較難適用於大型結構優化問題。

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