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悬索桥加劲梁施工的优化算法研究与程序开发
| 论文题名： | 悬索桥加劲梁施工的优化算法研究与程序开发 |
| 关键词： | 悬索桥;加劲梁;施工过程;优化算法;程序开发 |
| 摘要： | 大连星海湾大桥位于大连星海湾，为一座三跨地锚式悬索桥。该桥原设计方案加劲梁的施工方式为分体吊装，即桁架和桥面板分开吊装。分体吊装的优点是单次吊装重量小、施工相对容易；缺点是相比于工厂预制，桥面板的焊接、防腐等工程质量难以保证，并且工期较长。由于施工中工期出现延误，且为保证工程质量，星海湾大桥加劲梁施工方式变更为整体吊装。然而星海湾大桥跨径相对较小，单节段（桁架加上桥面板）重量较大，采用整体吊装会导致主塔拉应力超限，处于危险状态；同时该桥位于海上，加配重来缓解主塔拉应力的方法受到海面风浪影响，加载在主缆上的重量难以控制。 本研究在此施工难题下，通过本文提出的悬索桥加劲梁施工过程优化方法对该难题进行优化研究，以获得整体吊装下的优化施工方案。本文的优化方法以Ansys数值模拟为基础，通过编写Python程序，从初始状态开始，以分支树的形式发散，根据分支发展进度智能选择顶推索鞍、逆顶推索鞍、吊装、加载或卸载配重等施工操作，自动生成对应施工操作的模型并以并行的方式调用Ansys计算，计算完成后采用反馈机制控制分支树的发展，逐步循环直到最终寻找到施工优化组合解。本研究的分支树遵循施工的连续规则，包含实际施工的顶推、加载配重等施工步骤，能完整的囊括施工的各种发展可能，又通过反馈机制来控制分支发展，避免分支的指数爆炸。 筛选并分析程序的优化解集合后，结果显示星海湾大桥实际施工方案优化的吊装思路包含于本程序的优化解集合中，说明原施工方案是优化方案之一，也说明本研究的有效性。同时本研究挑选出示例做分析对比，结果表明该优化解的施工方案速度略快于实际施工组合，说明本优化程序可以成功的寻找到最优解集合，且优化解方案可以满足完成施工任务、节省工期的要求。最后本研究对优化程序做了普遍适用性讨论，针对类似的悬索桥只要做一定数据对接处理，就可以采用本优化程序进行施工优化，从而找到优化的施工组合方案。 |
| 作者： | 文坤 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 檀永刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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