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基于遗传算法的连续结构拓扑优化分析

南京航空航天大学学报 2004年第2期36卷 159-163页

作者：崔海涛桑韧温卫东南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

结构拓扑优化设计是结构初始方案设计的重要方法。采用遗传算法 ,用染色体基因映射结构离散化后的单元体 ,通过改变基因代码实现连续结构的拓扑。在优化过程中 ,利用遗传算法的全局收敛性等特点进行结构优化 ,通过有限元技术对结构进行... 详细信息

结构拓扑优化设计是结构初始方案设计的重要方法。采用遗传算法 ,用染色体基因映射结构离散化后的单元体 ,通过改变基因代码实现连续结构的拓扑。在优化过程中 ,利用遗传算法的全局收敛性等特点进行结构优化 ,通过有限元技术对结构进行建模和分析。为了消除结构拓扑优化分析中的铰接和棋盘格现象 ,提高优化分析效率 ,改善优化分析结果 ,在结构拓扑优化分析中引入了结构约束的概念和渐进结构优化的思想。算例分析表明 ,本文提出的方法是合理、有效的。

关键词：遗传算法连续结构拓扑优化结构设计工程结构

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简支梁桥面连续结构的设计与观测

公路 1989年第11期34卷 17-20页

作者：张世霖史福明河南省交通规划勘察设计院

预应力混凝土简支梁具有预制安装方便、能适应较大地基沉降等优点,但适宜经济跨径较小。对于像郑州黄河公路大桥这样的长桥(全长5549.86米),若每跨设置伸缩缝,不仅缝多影响行车舒适,而且养护工作量也大。郑州黄河大桥跨径有50、40及20... 详细信息

预应力混凝土简支梁具有预制安装方便、能适应较大地基沉降等优点,但适宜经济跨径较小。对于像郑州黄河公路大桥这样的长桥(全长5549.86米),若每跨设置伸缩缝,不仅缝多影响行车舒适,而且养护工作量也大。郑州黄河大桥跨径有50、40及20米三种,共计137孔。设计中采用了桥面连续的构造措施,全桥共计25联,联长为(5×50)米或(6×40)米,大大减少了伸缩缝数目。1986年10月1日建成通车,通车初期曾对桥面连续结构及伸缩缝工作状态进行过实地观测。1988年5月进行了振动测试。至今经过三年的行车考验,连续缝情况良好,表面平整,证明是成功的。

关键词：简支梁桥连续结构设计观测

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平面连续结构拓扑优化的GA-FE方法研究

平面连续结构拓扑优化的GA-FE方法研究

作者：桑韧南京航空航天大学

学位级别：硕士

拓扑优化是进行结构方案设计的重要方法。它使复杂结构及部件在概念设计阶段即可灵活地、理性地进行方案优选，这对工程界很具吸引力。与形状优化和截面尺寸优化相比较，拓扑优化的难度最大、最具挑战性。目前，将遗传算法(Genetic Algo... 详细信息

拓扑优化是进行结构方案设计的重要方法。它使复杂结构及部件在概念设计阶段即可灵活地、理性地进行方案优选，这对工程界很具吸引力。与形状优化和截面尺寸优化相比较，拓扑优化的难度最大、最具挑战性。目前，将遗传算法(Genetic Algorithm，GA)用于以桁架为对象的离散结构拓扑分析已经获得了较大的进展，而将GA用于以连续体为初始结构的拓扑优化，由于较少依赖对分析对象的已有知识，方法更具一般性，受到愈来愈广泛的重视。但是，该方法在应用于工程实际中还面临着许多困难和问题亟待解决，如优化模型描述困难、数值算法计算量巨大等等。遗传算法和有限元方法(Finite Element Method，FEM)相结合，即GA—FE方法(GA—FEM)，可用于平面连续结构的拓扑优化问题的分析。本文研究发展了GA—FEM。主要工作包括：(1)综述了GA—FEM的可行性及研究现状。(2)用二进制GA染色体表征结构拓扑形状。(3)设定有限元分析单元的“存在/不存在”属性，使得GA染色体表征的拓扑结构可以进行有限元分析。(4)本文利用“惩罚函数法”将约束问题转变为无约束问题。同时，为了保证结构的连续性，本文首次引入了结构约束的概念，并采用“种子单元法”进行结构连续性分析。本文还依据多种的约束条件构造不同的目标函数。(5)本文提出了二维均匀分块交叉、“扩大种群”的进化机制，引入多点变异，保证了GA种群适应度平均值的有效进化和群体的多样性，实现了拓扑结构的遗传进化。(6)提出将渐进化方法(ESO)的思想引入GA—FEM结构拓扑优化中，提高了计算效率，改善了优化结果。(7)使用面向对象的思想编程，使编制的软件易于使用、扩充和维护;文中用考题对程序分FEM、GA、ESO三部分进行考核。(8)对优化结果进行GA—FEM后处理分析，考察结构优化后应力分布的变化，为优化结果的实用性打下基础。(9)通过对悬臂板拓扑优化和自行车骨架的模拟设计两个算例的计算分析，讨论了结构质量、最佳适应度、种群适应度平均值、最大节点应力和位移等参数随进化代数增大的变化规律，分析讨论了优化结果的多样性问题，为深入认识GA—FEM提供了有价值的参考。上述工作表明，本文GA—FEM可以实现多载荷、多约束条件下平面连续结构拓扑优化，与ESO等优化方法获得的优化结果相比，本文的优化结果不存在单元铰接和不连续单元，优化结构多样，质量更小，效果更优。

关键词：拓扑优化遗传算法有限元方法渐进化方法连续结构

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连续结构PC轨道梁临时支撑施工技术

工程建设与设计 2019年第14期 141-142页

作者：曾昭武韦维王竺周帅张胥中建五局土木工程有限公司

连续结构PC轨道梁安装时,不能利用现有桥墩作为支撑点。论文介绍了一种临时支撑体系,可作为轨道梁吊装后的临时支撑点,确保轨道梁稳定,为类似工程提供参考。

关键词：临时支撑 PC轨道梁连续结构

预应力混凝土梁桥从跨中设铰向连续结构的演变

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城市道桥与防洪 1987年第3期 16-23页

作者：高荣强上海市政工程设计院

近年来,不独在国外,而且也在国内,公路和城市桥梁设计和施工技术均有很大的发展。大跨度预应力混凝土桥梁采用分段悬臂浇筑和预制节段拼装的为数愈来愈多。因为这类施工方法有其独特的优点,可省去大量支架,避免深水施工,经济效果十分显... 详细信息

近年来,不独在国外,而且也在国内,公路和城市桥梁设计和施工技术均有很大的发展。大跨度预应力混凝土桥梁采用分段悬臂浇筑和预制节段拼装的为数愈来愈多。因为这类施工方法有其独特的优点,可省去大量支架,避免深水施工,经济效果十分显著。配合悬臂施工法出现的预应力混凝土桥,早期大都是采用在跨中设铰的T型刚构,随后人们发现它存在不少缺点。由于高速公路的迅速发展,对行车要求也愈来愈高,所以少设缝的连续梁和其它超静定结构的采用也日益增多。本文拟从桥梁设计和施工的角度谈谈预应力混凝土梁桥体系从跨中设铰向连续结构演变的过程。

关键词：连续结构预应力混凝土梁桥连续刚构悬臂施工法悬臂端吊梁

V肢杆下端不同连结形式的V型连续结构的内力分析

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科学技术通讯 2001年第3期23卷 10-13页

作者：邹昌瑰

V型连续结构，其V肢杆与基础的连结形式有固结，分别铰结及相连后铰结之别，从受力角度看，各有多少差异，本文以铁路桥为例，作了较详细的比较。

关键词：铁路桥 V型连续结构内力分析 V肢杆下端基础固结分别铰结相连后铰结连结形式

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预应力箱梁简支变连续结构施工技术研究

河南科技 2007年第8期26卷 74-75页

作者：张圣建河南省公路工程局集团有限公司

随着我国交通建设规模的扩大和科学技术的发展，在桥梁建设中先简支后连续预应力箱梁结构的应用越来越广泛，并逐步向大跨径发展。这种桥梁结构集简支梁和连续梁的优点于一身，既克服了简支梁整体性和受力性差的弱点，又克服了现浇连续... 详细信息

随着我国交通建设规模的扩大和科学技术的发展，在桥梁建设中先简支后连续预应力箱梁结构的应用越来越广泛，并逐步向大跨径发展。这种桥梁结构集简支梁和连续梁的优点于一身，既克服了简支梁整体性和受力性差的弱点，又克服了现浇连续梁时施工现场的较高要求。同时，此结构还非常适用于工厂化的大规模施工。

关键词：先简支后连续预应力箱梁施工技术连续结构现浇连续梁科学技术建设规模箱梁结构

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桥面连续结构的计算

吉林交通科技 1990年第2期 25-28页

作者：韩心

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基于简支梁桥桥面连续结构的力学研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第8期 48-50页

作者：苗玉华山东新时代工程管理有限公司山东烟台264000

简支梁桥由于其构造简单,容易做成标准化、装配化构件,制造、安装方便等原因,是一种采用最广泛的梁式桥。但其桥面连续结构由于某些原因在使用期间容易出现损坏。基于此,本文就简支梁桥提出一种钢筋混凝土拱形桥面连续构造,在一定程度... 详细信息

简支梁桥由于其构造简单,容易做成标准化、装配化构件,制造、安装方便等原因,是一种采用最广泛的梁式桥。但其桥面连续结构由于某些原因在使用期间容易出现损坏。基于此,本文就简支梁桥提出一种钢筋混凝土拱形桥面连续构造,在一定程度上减缓了由梁端结构变形引起的应力集中,有效的缓解桥面连续上下表面产生的拉应力,防止桥面连续出现裂缝。

关键词：简支梁桥截面特性连续结构桥面应力分析