基于粒子群算法的单壁钢围堰加固施工优化

摘要：

为了提高对单壁钢套箱围堰的经济和安全管控,结合某库区桥墩加固工程现有基础条件,对围堰结构设计中的主要参数变量进行优化,以改进深水区单壁钢套箱围堰加固施工工艺.根据深水区桥墩基础加固施工的主要特点,分析了钢套箱围堰的施工工艺流程,从钢套箱围堰的结构受力分析出发,建立了两种典型工况下的力学模型和优化数学模型,进而推导出最小抗浮稳定系数计算公式.在此基础上,通过ANSYS建立钢套箱围堰参数优化模型.将不同的内支撑间距和填充混凝土厚度设置成混合型变量,以材料费用、重量以及抗浮稳定系数为优化目标,选用粒子群算法对围堰进行了多目标优化,从而得出一组最优解.结果表明:对于支撑间距相等的围堰,在抽水工况下,当抽水至水位线以下空腔段1/3～2/5处时,围堰最不利受力变形位置出现,位于水位线以下空腔段3/5处;优化后的围堰在各工况下位移峰值为10.274 mm,整体最大位移下降了7.39％,峰值位置沿水深方向下移.优化后应力峰值为209.488 MPa,低于设计强度值.该结果验证了钢套箱围堰最不利受力变形位置出现的规律,避免了只考虑单一因素引起的局部优化,证实了粒子群算法应用于单壁钢围堰优化的实用性和有效性.

关键词：桥梁工程、结构优化、粒子群算法、单壁钢围堰、深水基础

所属期刊栏目：39

分类号：U445.57(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点实验室开放基金;长沙理工大学开放基金项目

在线出版日期：2022-09-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：90-97