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混凝土桥梁施工复杂支撑体系安全评价及优化方法研究
| 论文题名： | 混凝土桥梁施工复杂支撑体系安全评价及优化方法研究 |
| 关键词： | 混凝土桥;桥梁施工;复杂支撑体系;安全评价 |
| 摘要： | 为了适应桥梁向大跨、高空方向发展的趋势，由满堂支架、贝雷梁以及钢管柱组成的混凝土桥梁施工复杂支撑体系以其承载能力大，适应性强，搭设简便以及可重复利用等优点，在混凝土现浇桥梁施工中被广泛应用。但桥梁施工复杂支撑体系构件繁多、结构复杂，并且没有具体的设计标准和规范，在设计时如何实现安全性和经济性的双赢，是值得探索和研究的问题。本文采用理论研究、数值模拟和机器学习相结合的方法，对混凝土桥梁施工复杂支撑体系的安全综合评价以及结构优化方法进行研究，主要开展了以下研究工作： （1）针对桥梁施工复杂支撑体系的传力模式和受力特点进行分析，建立安全综合评价指标体系，提出综合安全度的概念作为结构安全储备定量评价结果，采用客观赋值法中的熵权法确定指标权重，并引入指标间冲突性对权重进行修正，建立了桥梁施工复杂支撑体系安全综合评价模型。 （2）提出了基于支持向量机近似模型和遗传算法的结构优化方法，对遗传算法基本概念和步骤进行研究，采用罚函数法解决了遗传算法在有约束优化问题中的局限性，研究了支持向量机回归算法原理，以及训练样本选取、参数选择优化方法，提出了支持向量机构建结构近似模型的方法，以此代替遗传算法在结构优化中大量的有限元计算。 （3）基于结构优化设计基本理论提出了桥梁施工复杂支撑体系优化方法，以结构总用钢量为目标函数，以各构件截面尺寸为设计变量，将结构综合安全度达到某一目标值以及各构件应力或位移满足安全要求为约束条件，建立了复杂支撑体系优化数学模型，研究了采用基于支持向量机近似模型和遗传算法的优化方法求解优化模型的步骤。 （4）某斜拉桥主梁现浇施工采用由满堂支架、贝雷梁和钢管柱组合成的复杂支撑体系，对其进行安全评价和结构优化，得到原始设计参数下的综合安全度为2.51，安全储备较充足，存在一定优化空间，以综合安全度达到2.0时总用钢量最少为优化目标，优化后结构的综合安全度为2.09，相对于原始设计，总用钢量降低了20.99%，表明该桥梁施工复杂支撑体系优化方法可以使结构在保持一定的安全储备情况下达到最优经济用量。 |
| 作者： | 陆伊宁 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 谢开仲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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