自适应粒子群算法在成桥索力优化中的应用

摘要：

系杆拱桥合理成桥状态的确定对指导其施工具有重要的意义,在众多影响系杆拱桥结构状态的因素中,吊杆的索力值对其合理成桥状态影响最为直接.为确定系杆拱桥合理成桥状态下的索力,使其在该索力值下拱桥的线形平顺、受力合理,以系梁的弯矩和轴力做为索力约束条件,通过影响矩阵原理对系梁的弯矩和轴力加以约束从而得到索力的目标函数,再对该目标函数进行求解从而得到对应吊杆的索力值.由于系杆拱桥的吊杆较多,目标函数过于复杂不易求解.为了对索力的目标函数进行快速准确的求解,将粒子群优化算法加以改进使其能够根据索力值的好坏来自适应调节算法惯性权重的大小,从而改善算法的收敛能力,达到对算法性能优化的目的.再将优化后的粒子群算法做为求解目标函数的工具,同时利用有限元软件和数值分析软件将优化后的粒子群算法与目标函数结合从而实现吊杆索力的自动求解.结果表明:在系梁弯矩和轴力构造的目标函数下求解的吊杆索力能够使拱桥成桥状态达到受力合理、线形均匀的目的,且在结合自适应权重的粒子群算法后,能够使系杆拱桥的索力求解中达到收敛速度快、索力合理,并使误差落在允许范围内的效果,为实际施工控制中索力计算提供了一种高效的求解思路.

关键词：桥梁工程、成桥索力优化、自适应权重、系杆拱桥、影响矩阵

所属期刊栏目：39

分类号：U44(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金51878059

在线出版日期：2022-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：81-87