基于多目标参数优化的悬索桥合理成桥状态确定解析算法

来源：计算力学学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：朱伟华,黄练,黄国平,杨山波,姜磊

单位：湖南城市学院 土木工程学院, 益阳 413000,湖南城市学院 土木工程学院, 益阳 413000,湖南城市学院 土木工程学院, 益阳 413000,湖南城市学院 土木工程学院, 益阳 413000

摘要：针对既有悬索桥成桥状态计算方法的计算机理不清晰、目标状态不合理等问题,提出合理成桥状态数值解析算法。根据悬链线方程理论中初始端缆力夹角与缆力间关系,推导由初始端夹角及水平缆力构成的缆索理论;由悬索桥各构件的目标参数满足最优化原则,构建成桥状态解析方程组;根据悬索桥主缆几何闭合条件,构建主缆位形计算方程;根据吊索及加劲梁力学平衡条件,构建各构件的力学平衡方程;基于悬索桥成桥状态加劲梁构件弯矩最小原则及吊索构件索力均匀性原则,建立加劲梁及吊索计算方程组;利用智能算法GRG对悬索桥成桥状态目标函数进行最优化数值求解。设置千米级悬索桥工程案例,将推导的解析算法与有限元模型、刚性支承连续梁算法的计算结果进行对比,结果表明,在成桥吊索力、主缆线形及加劲梁弯矩数值方面,解析算法与有限元模型计算差值较小;与刚性支承连续梁算法对比,解析算法在成桥吊索索力均匀性、加劲梁弯矩极值具有计算优势。

关键词：悬索桥,合理成桥状态,悬链线理论,优化原则,解析算法,

基金资助：湖南省教育厅科学研究项目优秀青年科学项目(24B0734);广西民族大学科研基金(引进人才科研启动项目)(2023KJQD48);广西壮族自治区第一批青苗人才资助科研项目(301780209);广西青年科技人才托举工程(GXYESS2025176)资助.