基于MPGA算法的鋼-混疊合梁有限元模型修正方法研究

孫 浩

(湖南省高速公路集團有限公司, 湖南 長沙 410026)

近年來，隨著我國科技力量不斷發展，新的橋梁結構體系層出不窮，鋼-混疊合梁組合結構是其中一種具有代表性的橋型，一般通過剪力連接件使鋼結構主梁與混凝土橋面形成整體。與混凝土結構相比，可大幅減輕結構自重，有效提高橋梁跨越能力；與鋼結構相比，混凝土橋面板可解決鋼結構箱梁頂板鋪設施工的施工難題。此外鋼-混組合結構箱梁整體性好，抗扭能力強，具有廣闊的發展前景。目前，我國已經針對鋼-混組合結構開展了多項研究，研究方向主要為結構整體受力及局部剪力連接件強度及抗疲勞工作性能，而對有限元模型修正方向研究較少。考慮到有限元理論模型與實際結構之間不可避免地存在誤差，因此很有必要對其開展有限元修正方法研究，本文以某鋼-混疊合梁為研究對象，基于MPGA算法對其進行有限元模型修正，并通過現場實測數據予以驗證，研究成果可為鋼-混組合體系有限元模擬提供一定參考。

1 工程概況

某兩跨鋼-混疊合梁，橋跨布置為(38+42)m，主梁結構形式為雙箱單室等截面鋼箱梁，材料為Q345D鋼材，橋面采用C40混凝土。梁高1.95 m，頂板寬12 m，頂板混凝土厚度為22 cm。橫截面分為左右兩幅，中間通過橫梁連接，為加強箱梁橫向剛度，約束箱梁扭轉及翹曲變形，在全橋范圍內每隔5 m設置一橫隔板，板厚20 mm，橫向設置4個腹板，腹板厚25 mm，混凝土橋面板與鋼箱梁之間通過剪力連接件(剪力釘)連接，其中墩頂剪力釘布置間距為15 cm，其余位置25 cm，采用φ22 mm×200 mm圓柱頭焊釘。……