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提高高鐵橋梁墩柱橋梁模板結構體系設計效率

    為提高高鐵橋梁墩柱橋梁模板結構體系設計效率,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構設計方法進行優化;诮Y構組成和結構體系關系角度分析了橋梁模板結構體系設計的影響因素,建立了高鐵橋梁墩柱橋梁模板結構設計數學模型,應用遺傳算法求解橋梁模板最優設計,并建立基于BIM模型的橋梁模板結構的設計流程,以支持設計人員自動化設計橋墩橋梁模板結構體系方案。實例應用驗證表明,橋梁模板結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,優化后結構質量降低37.9%,改善了傳統橋梁模板結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、綠色等突出優點,備受世界各國關注,建設規模持續大,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展,如何推進高速鐵路工業化、智能化制造將成為高速鐵路產業建設轉型升級、提質增效的重大研究方向。
    近年來,現代信息技術迅速發展,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;赟iPESC平臺和ANSYS優化模塊,對橋梁結構模型進行合理優化,實現結構材料最省,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構的經濟及性能等因素,建立基于偏好序的交互式多目標綜合優化決策方法,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神經網絡方法優化了橋梁最優性能下的結構參數;針對橋梁設計優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化模型,有效降低了橋梁設計成本;通過研發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業的發展進程。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構形式的結構質量優化研究,基于結構體系的結構質量優化研究卻極為缺乏。同時,現有的橋梁模板結構設計過程是在荷載作用下,進行結構強度、剛度及穩定性的驗算過程,這種設計過程雖然可滿足結構承載力的要求,但對于橋梁模板結構板厚、支撐肋間距等結構構件參數的取值依賴設計人員的工程經驗,無法充分考慮所有取值可能,難以保證結構體系質量最優的問題。
    因此,通過對高鐵橋梁墩柱橋梁模板結構體系研究,進行系統化分析,結合BIM協同設計理念,從結構體系設計上考慮降低橋梁模板結構總質量。研究如何在保證橋梁模板工程結構安全的前提下,優化結構體系設計,降低橋梁墩柱橋梁模板結構總質量,從而提高橋梁模板工程結構設計利用效率,達到橋梁墩柱橋梁模板工程設計安全、經濟雙贏的效果。www.tekeme.com

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