详情

原文传递中小跨径桥梁截面优化设计研究

论文题名：	中小跨径桥梁截面优化设计研究
关键词：	截面;优化设计;遗传算法;T梁
摘要：	近几年,我国的公路建设高速发展,兴建了大量的道路桥梁工程.其中,在桥梁的建设中,中小跨径的梁桥在数量、规模上都占了多数,如何准确、快速、经济、合理地进行桥梁结构设计已经成为广大设计人员孜孜以求的目标.传统的结构设计一般采用的是重复设计的方法.其大致过程是按照"假设-分析-校核-重新设计"这样一个重复试算的过程,来寻找满足结构设计要求的设计结果.这种重复设计方法在很大程度上取决于设计人员的设计经验,其设计结果具有很大的随机性,所得到的最终方案是受设计者的经验和判断力影响较大的方案.它的确定往往伴随一定程度的主观随意性,并非单纯由工程客观条件所决定的最优方案.不同的设计人员,在相同的工程客观条件下,完全有可能得出不同的设计方案.本文正是基于这样的背景之下,提出了桥梁结构截面优化设计这样一个具有实际工程应用前景的课题.桥梁结构截面优化设计属工程结构优化问题,由于工程结构优化问题具有其自身的特点,所以传统的数学优化方法已经不再适用.遗传算法是近年来在计算机科学领域和优化领域中受到广泛关注的一种拟生物进化理论的仿生学算法,以其宽松的优化条件、独特的仿生模拟、优良的优化效果,使其在工程结构优化领域中的应用成为可能.在广泛阅读文献和调研的基础上,本文对遗传算法及其在结构优化设计应用中的相关内容进行了分析和综合,对结构优化设计的基本概念、主要特点进行了介绍,对遗传算法应用于结构优化设计时的数学建模、约束条件处理、初始种群的产生及其遗传算法控制参数的选择几个关键因素作了概要的分析与研究.本文选取在中小跨径桥梁建设中大量使用的钢筋混凝土T梁、预应力混凝土T梁、部分预应力混凝土T梁分别建立了以造价为目标函数的截面优化模型.然后运用MATLAB和Visual C++编程语言,结合二者的各自的长处编制了T梁的优化计算工具.在用计算工具对算例结果分析后表明,遗传算法用于T梁的截面优化是有效可行的.最后,基于T梁截面优化工作的基础上,给出了T梁截面设计的建议,所得结论可以作为结构设计工程师进行截面设计的参考,具有实际工程意义.
作者：	刘大同
专业：	道路与铁道工程
导师：	蔡千典;张谢东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文