斜拉桥恒载索力优化分析：一种新型方法

"确定斜拉桥最优恒载索力方法的探索 (2002年)，汪劲丰，施笃铮，徐坠主 - 浙江大学学报(工学版)，第36卷第2期，2002年3月" 本文主要探讨了如何运用有限元计算与优化分析相结合的方法来确定斜拉桥的最优恒载索力。斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，其稳定性与安全性很大程度上取决于索力的合理分布。传统的设计方法可能无法确保索力的最佳状态，而本文提出的新方法旨在解决这一问题。 作者采用了一种名为虚拟层合梁单元的新型有限元单元对斜拉桥结构进行计算。这种单元能够更精确地模拟桥梁的力学行为，特别是考虑了梁和塔之间的相互作用以及材料的非线性特性。在分析过程中，将梁和塔的最大应力最小化作为优化目标，以确保结构的应力状况处于最佳状态，同时减少塔顶的偏位，从而提高桥梁的稳定性和耐久性。 为了实现索力的优化，研究者应用了拟牛顿法。这是一种迭代算法，能够逐步调整索力值，以达到预定的目标函数最小值。通过拟牛顿法，可以高效地寻找满足条件的一组索力值，而无需进行大量的试错计算。此外，文中还使用了一个主动集策略来处理约束条件，确保优化过程中不违反结构的物理限制。 在实际斜拉桥的案例研究中，这种方法被证明是有效的。通过优化索力，桥梁的应力分布得到了显著改善，塔顶的偏移量减小，表明该方法在实际工程应用中具有较高的实用价值。总结来说，这项工作为斜拉桥设计提供了一种新的、更为精确的工具，有助于提高桥梁的安全性和使用寿命，对于未来斜拉桥的建设和维护具有重要的指导意义。 关键词：斜拉桥；恒载索力；索力优化；虚拟层合梁单元；拟牛顿法 中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1008-973X(2002)02-0152-04