大跨径钢桥面铺装体系的多目标优化设计与蚂蚁算法

"这篇论文是2009年的自然科学类学术论文，主要研究了大跨径钢桥的正交异性钢桥面铺装体系的多目标离散优化设计。研究中，作者徐勋倩和吴国庆提出了将钢桥面板与铺装层视为一个整体进行优化设计的新思路，以减轻结构总重量和延长铺装层使用寿命为目标，构建了目标函数。他们运用功效函数法确定目标函数权重，并基于正交异性钢桥面的力学性能和疲劳寿命预测，建立了多目标优化设计的数学模型。为了实现这一优化，他们引入了蚂蚁算法，开发了一套相应的离散优化设计程序。通过实际案例验证，证明了这种方法在大跨径钢桥设计中的可行性。该研究为大跨径钢桥面铺装体系提供了理论支持，有助于减少早期病害，提高经济效益和社会影响。关键词包括大跨径钢桥、正交异性钢桥面、铺装体系、多目标离散优化和蚂蚁算法。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **正交异性钢桥面**：这是一种特殊类型的钢桥面，具有在两个正交方向上不同的力学性能，能有效分散应力，降低结构重量。 2. **多目标优化设计**：研究者考虑了两个目标，即结构的最小重量和铺装层的最大使用寿命，这是对传统设计方法的改进，更全面地考虑了桥面系统的性能。 3. **目标函数权重系数**：通过功效函数法来确定，这允许在不同目标之间进行权衡，使得优化过程更符合实际需求。 4. **数学模型**：建立的模型基于正交异性钢桥面的力学性能控制指标和疲劳寿命预测公式，用于指导优化设计。 5. **蚂蚁算法**：这是一种启发式优化算法，模拟自然界中蚂蚁寻找食物路径的行为，被应用于解决多目标离散优化问题，寻找钢桥面铺装体系的最佳参数组合。 6. **实际案例验证**：通过具体的大跨径钢桥实例，验证了多目标优化设计方法的有效性，显示了这种方法在工程实践中的实用性。 7. **理论依据**：这项研究提供的理论依据可以指导大跨径钢桥的桥面铺装设计，有助于避免早期病害，提高结构的经济性和耐久性。 8. **关键词**：这些关键词揭示了研究的主要内容和技术手段，包括桥梁设计的关键要素和优化方法。