摘要：为了实现对大跨度钢管混凝土拱桥扣索索力的高效率优化,提出了一种基于改进的蝗虫优化算法(IGOA)和极限学习机(ELM)的线形预测方法和索力优化模型。采用非线性递减函数和精英保留策略改进蝗虫优化算法,使其适应高维优化问题。建立了基于改进蝗虫算法优化极限学习机的拱桥线形预测模型,将有限元模型的计算结果作为极限学习机的训练样本并记忆最佳训练参数,建立了基于IGOA-ELM算法的索力优化模型。以某大跨度钢管混凝土拱桥为工程背景进行了应用研究,根据实测线形结果对优化模型结果进行了验证。结果表明:IGOA优化后的极限学习机相较标准ELM、BP神经网络和SVM模型预测精度更高;优化输入权值矩阵和隐含层偏差后的ELM模型可以精确预测不同索力组合下的成拱线形,对数据样本的泛化能力较强,对于样本索力组合的预测结果十分接近有限元模型的实际计算结果;IGOA算法对高维优化问题具有较好的收敛性,与标准PSO、标准GOA算法相比,IGOA算法均能收敛至不同测试函数的理论最优值附近,算法性能得到大幅提升;基于IGOA-ELM算法优化得到的扣索张拉力相较设计张拉力有效改善了成拱线形,达到了一次斜拉扣挂下的线形优化目标;与基于传统有限元法进行优化的方式相比,IGOA-ELM优化耗时最短,有效提高了结构优化效率。

摘要：针对大跨度斜拉桥斜拉索的索力优化问题,提出一种基于混合策略改进海鸥优化算法联合支持向量机的索力优化模型。融合折射反向学习、多方向螺旋攻击和非线性收敛等策略对标准海鸥优化算法进行改进,基于改进的海鸥优化算法(Improve Seagull optimization algorithm,ISOA)对支持向量机(Support vector machine,SVM)的惩罚因子和核函数参数进行优化,构建大跨度斜拉桥的索力组合-结构响应的预测模型,设计ISOA-SVM的索力优化流程并对考虑主梁线形控制下的斜拉索索力进行优化。结果表明,混合策略显著提高海鸥优化算法的收敛速度和收敛精度;采用ISOA参数优化后的SVM对数据样本具有良好的学习泛化能力,其测试集的平均相对误差(MRE)仅为1.08%,均方根误差(RMSE)仅为0.0122;基于ISOA-SVM优化的索力组合有效改善了主梁线形和内力,主梁竖向挠度峰值降幅为36%,弯曲应力峰值降幅为11.94%,验证了该索力优化方法的有效性。

摘要：为研究斜拉桥钢箱开口加劲板件的初始变形和残余应力等初始缺陷对加劲板件的稳定极限承载能力的影响,结合加劲板件材料本构关系,对不同相对宽厚比系数的开口加劲板件进行了稳定极限承载力的分析,研究了初始变形和残余应力对开口加劲板件稳定承载力的影响,研究结果表明:当相对宽厚比系数R=1时,开口加劲板件的设计对缺陷最为敏感;其整体初始变形幅值从0到L/500变化时,加劲板件的稳定极限承载力的最大差值达24.5%;其残余应力幅值σrc由0变至σY时,加劲板件的稳定极限承载力的变化最大差值达14.3%。

摘要：平南三桥为主拱拱肋采用钢管混凝土结构的中承式拱桥,主跨575 m为目前世界第一拱。以该特大拱桥为案例,研究钢管混凝土拱肋的日照温度效应,依据温度实测数据,通过数值模拟计算,对拱肋截面的温度场及温度应力进行分析,探讨温度场变化对拱桥结构受力特征的影响规律。结果表明:晴朗天气时拱肋更容易出现最不利温度场分布;基于拱肋截面实测日照温度数据,采用ANSYS有限元方法进行钢管混凝土拱肋温度效应分析是可行的;在当日最不利日照温差工况下,钢管混凝土拱肋截面整体呈受压趋势,最大压应力值9.73 MPa,拱肋的日照温度效应不容忽视。研究结论可为同类型拱肋结构施工及设计提供参考。