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| 提高高鐵橋梁墩柱橋梁模板結(jié)構體系設計效率 |
為提高高鐵橋梁墩柱橋梁模板結(jié)構體系設計效率，避免橋梁模板工程設計自動化程度低問題，對橋梁墩柱橋梁模板結(jié)構設計方法進行優(yōu)化。基于結(jié)構組成和結(jié)構體系關系角度分析了橋梁模板結(jié)構體系設計的影響因素，建立了高鐵橋梁墩柱橋梁模板結(jié)構設計數(shù)學模型，應用遺傳算法求解橋梁模板最優(yōu)設計，并建立基于BIM模型的橋梁模板結(jié)構的設計流程，以支持設計人員自動化設計橋墩橋梁模板結(jié)構體系方案。實例應用驗證表明，橋梁模板結(jié)構設計方法可有效避免橋梁墩柱橋梁模板工程設計精細度不足問題，優(yōu)化后結(jié)構質(zhì)量降低37.9%，改善了傳統(tǒng)橋梁模板結(jié)構設計模式中人為因素的影響，有效提高橋梁墩柱橋梁模板工程設計效率。
自20世紀以來，高速鐵路由于其快捷、安全、綠色等突出優(yōu)點，備受世界各國關注，建設規(guī)模持續(xù)大，關于高速鐵路的研究也與日俱增川。尤其隨著信息化技術的高度發(fā)展，如何推進高速鐵路工業(yè)化、智能化制造將成為高速鐵路產(chǎn)業(yè)建設轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效的重大研究方向。
近年來，現(xiàn)代信息技術迅速發(fā)展，尤其是計算機技術為研究高鐵橋梁智能化設計引入了新的技術手段。基于SiPESC平臺和ANSYS優(yōu)化模塊，對橋梁結(jié)構模型進行合理優(yōu)化，實現(xiàn)結(jié)構材料最省，成本最小;針對新型剪刀式折疊橋梁展橋機構設計多目標優(yōu)化問題，通過建立展橋機構的運動學和靜力學模型，應用遺傳算法和非線性規(guī)劃混合算法有效降低了展橋油缸、連桿、關鍵鉸點受力峰值;綜合考慮地震作用下結(jié)構的經(jīng)濟及性能等因素，建立基于偏好序的交互式多目標綜合優(yōu)化決策方法，克服了梁式橋梁全壽命抗震設計的反復試算和波動校核的問題;應用均勻設計與BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法優(yōu)化了橋梁最優(yōu)性能下的結(jié)構參數(shù);針對橋梁設計優(yōu)化的多目標干擾問題，建立基于造價與跨中最大彎矩值的優(yōu)化模型，有效降低了橋梁設計成本;通過研發(fā)大跨度橋梁管理平臺探索計算機技術在橋梁設計方案比選中的應用，提高橋梁設計效率;基于山區(qū)鐵路地形研究了一套算法，能夠自動繪制設計圖紙，進行橋梁智能設計。
然而，現(xiàn)階段的橋梁建設管理過程中仍然存在工程設計、施工自動化程度不足等問題，嚴重制約了整個橋梁建設產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。尤其是對橋梁橋梁模板設計的研究相對較少，目前橋梁墩柱的橋梁模板設計基本是基于結(jié)構形式的結(jié)構質(zhì)量優(yōu)化研究，基于結(jié)構體系的結(jié)構質(zhì)量優(yōu)化研究卻極為缺乏。同時，現(xiàn)有的橋梁模板結(jié)構設計過程是在荷載作用下，進行結(jié)構強度、剛度及穩(wěn)定性的驗算過程，這種設計過程雖然可滿足結(jié)構承載力的要求，但對于橋梁模板結(jié)構板厚、支撐肋間距等結(jié)構構件參數(shù)的取值依賴設計人員的工程經(jīng)驗，無法充分考慮所有取值可能，難以保證結(jié)構體系質(zhì)量最優(yōu)的問題。
因此，通過對高鐵橋梁墩柱橋梁模板結(jié)構體系研究，進行系統(tǒng)化分析，結(jié)合BIM協(xié)同設計理念，從結(jié)構體系設計上考慮降低橋梁模板結(jié)構總質(zhì)量。研究如何在保證橋梁模板工程結(jié)構安全的前提下，優(yōu)化結(jié)構體系設計，降低橋梁墩柱橋梁模板結(jié)構總質(zhì)量，從而提高橋梁模板工程結(jié)構設計利用效率，達到橋梁墩柱橋梁模板工程設計安全、經(jīng)濟雙贏的效果。www.huayayingshi.com.cn |
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