基于粒子群算法的單壁鋼圍堰加固施工優(yōu)化

鐘正強(qiáng)，劉卓澤，彭建新，陳敬智

(長沙理工大學(xué) 土木工程學(xué)院,湖南 長沙 410114)

0 引言

近年來，我國的深水大跨橋梁建設(shè)取得一系列重大突破，與陸地橋梁不同，深水大跨橋?qū)Χ张_基礎(chǔ)施工提出了更高的要求。單壁鋼套箱圍堰作為一種高效能的阻水結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用。它一般適用于水深6～10 m范圍內(nèi)，其整體性強(qiáng)，分塊裝配簡單，便于循環(huán)使用[1]。目前，單壁鋼套箱圍堰在低樁承臺施工[2]、舊橋橋墩加固[3-4]等方面應(yīng)用較為廣泛。但是，當(dāng)它被應(yīng)用于深水基礎(chǔ)施工時，就會出現(xiàn)用鋼量大、安全風(fēng)險高、造價提升等問題，這些問題聚焦在圍堰抽水施工工況。在該工況下，單壁鋼圍堰結(jié)構(gòu)最不穩(wěn)定，安全性能差，是控制圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵的一環(huán)。因此，在抽水工況下，對單壁鋼圍堰的質(zhì)量、安全和成本管控就顯得尤為重要。

一般來說，圍堰這一臨時性結(jié)構(gòu)面臨著施工環(huán)境復(fù)雜、不確定性等問題[5]。因此，國內(nèi)外許多學(xué)者對特定工況下圍堰的安全性、施工工藝流程、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等方面進(jìn)行了大量研究。遆子龍等[6]基于三維繞射理論模擬鋼圍堰表面所受波浪壓力分布，對實(shí)測波浪壓力峰值分布規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證。郭智杰等[7]對圍堰斷面進(jìn)行優(yōu)化，建立斷面優(yōu)化模型，提高了圍堰的穩(wěn)定性。陳家海等[8]采用拉丁超立方抽樣生成鋼套箱結(jié)構(gòu)計算參數(shù)，通過灰色關(guān)聯(lián)分析，以鋼套箱總重為目標(biāo)，對構(gòu)件尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計研究；劉丹娜等[9]運(yùn)用有限元對單壁有底鋼套箱圍堰側(cè)壁各構(gòu)件進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，并成功應(yīng)用于工程實(shí)際；……