基于正交設計表的連續剛構橋主梁形狀優化

許　明

(湖南尚上建設開發有限公司， 湖南 長沙　410022)

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基于正交設計表的連續剛構橋主梁形狀優化

許明

(湖南尚上建設開發有限公司， 湖南 長沙410022)

摘要：預應力混凝土連續剛構橋因結構整體性好，受力合理，施工方便而得到廣泛應用。但在設計過程中，剛構橋主要參數的確定主要依靠設計經驗，缺乏足夠的理論依據。以國內外已修建的典型預應力混凝土連續剛構橋設計參數為依據，確定參數的合理取值范圍，然后采用ANSYS建立參數化模型，基于正交表對某主跨200 m的連續剛構橋關鍵參數進行了優化研究。分析結果表明：基于ANSYS模型的正交試驗設計法可快速、高效地得到較好的優化結果。對于該橋剛構橋優化后建議：邊中跨比值為0.6，主跨與墩頂梁高比值為19，梁底曲線指數為1.8。

關鍵詞：混凝土連續剛構橋； 正交表； 參數優化； 結構設計

0引言

預應力混凝土連續剛構橋具有連續梁橋受力性能合理、行車平順、施工方便等優點。連續鋼構橋在200m以內具有足夠的競爭力，雖然剛構橋的設計及施工經驗均得到了有效積累，但是此類橋梁主要設計參數確定方式主要依靠經驗，缺乏相應的理論基礎[1-3]。

優化設計是結構設計的重要方向，它綜合了計算力學、有限元理論、計算機學及規劃學等多學科。優化設計按層次由低到高可分為：拓撲優化、結構形狀優化、構件尺寸優化[4-6]。其中本文采用的構件尺寸優化是指在結構類型、材料參數、結構布局及幾何構型已確定的情況下，對結構主要構件尺寸進行優化，常用的結構優化方法有規劃法、遺傳算法及準則法[7，8]。……