钢栈桥钢管桩的参数优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种钢栈桥钢管桩的参数优化方法及装置，该方法包括：根据刚栈桥设计案例确定影响刚栈桥结构稳定性的多个参数及各参数对应的取值范围；根据各参数的取值范围对对应的参数进行均匀取值；根据各参数的取值确定预设的一阶屈曲稳定安全系数方程的系数；根据各参数的取值范围以及系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程得到各参数的最优值。本申请利用均匀设计思想，给定影响钢栈桥稳定性的各参数的取值区间，采用响应面理论确定基于稳定性的钢管桩参数优方案，可以大幅降低钢管桩设计时考虑的若干工况，减少有限元建模工作量，提高工作效率，而且具有普适性，可以推广到各种钢管桩的设计中。种钢管桩的设计中。种钢管桩的设计中。

【技术实现步骤摘要】
钢栈桥钢管桩的参数优化方法及装置


[0001]本申请涉及桥梁建筑技术，具体涉及一种钢栈桥钢管桩的参数优化方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，我国正在建设大量的桥梁工程，特别是大跨度桥梁工程。在桥梁工程施工中，需要大量的临时施工设备和装备，而钢栈桥就是桥梁施工中一种常用的临时施工设施。钢栈桥应用非常广泛，可以用于水上、陆地和山区等各种情况下的桥梁工程施工中。特别是在深水库区建造桥梁工程时，钢栈桥要承担施工中的材料、设备和人员的运输通道的角色，因此需确保钢栈桥在施工荷载和环境作用下的使用安全，尤其是水库泄水时高水流冲击作用下的结构安全。在深水区架设钢栈桥时，其下部结构一般采用钢管桩，通常需要根据已经确定的水深变化和地质条件，合理设计钢管桩的长度、桩径以及是否需要第二道剪刀撑，并确定其位置。
[0003]当前，通常会考虑各种作用和地基承载能力等因素，按照相关的规范对钢栈桥钢管桩进行设计。然而，按规范进行钢管桩的设计只是给出了一种安全可行的设计方案，这种方案并不一定是能够兼顾各因素的最优设计方案。

技术实现思路

[0004]为了得到钢栈桥钢管桩的最优参数，本申请提供一种钢栈桥钢管桩的参数优化方法，该方法包括：
[0005]根据刚栈桥设计案例确定影响刚栈桥结构稳定性的多个参数及各参数对应的取值范围；
[0006]根据各参数的取值范围对对应的参数进行均匀取值；
[0007]根据各参数的取值确定预设的一阶屈曲稳定安全系数方程的系数；
[0008]根据各参数的取值范围以及系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程得到各参数的最优值。
[0009]在一实施例中，所述根据各参数的取值范围以及系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程得到各参数的最优值，包括：
[0010]根据各参数的取值范围获取各参数的多组取值；
[0011]将所述多组取值分别代入系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程，得到对应的多个优化预测响应值；
[0012]根据所述多组取值分别建立钢管桩有限元模型，得到对应的多个有限元响应值；
[0013]通过比较所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的大小，确定各参数的最优值。
[0014]在一实施例中，所述通过比较所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的大小，确定各参数的最优值，包括：
[0015]计算所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的差值；
[0016]获取优化预测响应值以及对应的有限元响应值的最小差值对应的一组取值，得到各参数的最优值。
[0017]在一实施例中，所述参数包括钢管桩直径、上部贝雷梁横向布置数量以及剪刀撑位置。
[0018]本申请还提供一种钢栈桥钢管桩的参数优化装置，该装置包括：
[0019]参数选取模块，用于根据刚栈桥设计案例确定影响刚栈桥结构稳定性的多个参数及各参数对应的取值范围；
[0020]参数取值模块，用于根据各参数的取值范围对对应的参数进行均匀取值；
[0021]方程确定模块，用于根据各参数的取值确定预设的一阶屈曲稳定安全系数方程的系数；
[0022]最优值确定模块，用于根据各参数的取值范围以及系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程得到各参数的最优值。
[0023]在一实施例中，所述最优值确定模块包括：
[0024]参数取值单元，用于根据各参数的取值范围获取各参数的多组取值；
[0025]优化预测响应值计算单元，用于将所述多组取值分别代入系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程，得到对应的多个优化预测响应值；
[0026]有限元响应值计算单元，用于根据所述多组取值分别建立钢管桩有限元模型，得到对应的多个有限元响应值；
[0027]最优值确定单元，用于通过比较所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的大小，确定各参数的最优值。
[0028]在一实施例中，所述最优值确定单元包括：
[0029]差值计算单元，用于计算所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的差值；
[0030]最优值获取单元，用于获取优化预测响应值以及对应的有限元响应值的最小差值对应的一组取值，得到各参数的最优值。
[0031]在一实施例中，所述参数包括钢管桩直径、上部贝雷梁横向布置数量以及剪刀撑位置。
[0032]本申请提供的钢栈桥钢管桩的参数优化方法及装置利用均匀设计思想，给定影响钢栈桥稳定性的各参数的取值区间，采用响应面理论确定基于稳定性的钢管桩参数优方案，可以大幅降低钢管桩设计时考虑的若干工况，减少有限元建模工作量，提高工作效率，而且具有普适性，可以推广到各种钢管桩的设计中。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为钢栈桥钢管桩的参数优化方法的示意图。
[0035]图2为钢栈桥钢管桩的参数优化方法的另一种示意图。
[0036]图3、图4、图5为各参数的响应面示意图。
[0037]图6为钢栈桥钢管桩的参数优化装置的示意图。
[0038]图7为钢栈桥钢管桩的参数优化装置的另一种示意图。
[0039]图8为钢栈桥钢管桩的参数优化装置的另一种示意图。
[0040]图9为一种电子设备的示意图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]如图1所示，本申请提供一种钢栈桥钢管桩的参数优化方法，该方法包括以下步骤：
[0043]步骤S101，根据刚栈桥设计案例确定影响刚栈桥结构稳定性的多个参数及各参数对应的取值范围。
[0044]具体地，钢栈桥设计案例为历史案例，为本次钢栈桥钢管桩的建造提供参考。根据历史案例的方案和结果，可以确定对钢栈桥的结构稳定性影响较大的几个参数。本申请中的参数包括但不限于钢管桩直径、上部横向贝雷梁数量以及剪刀撑位置等。
[0045]基于历史案例还可以确定各参数的合理取值范围，例如，钢管桩直径为0.6～1.2m，横向贝雷梁数量为12～16片，剪刀撑位置为5～45m。整理如下表1所示。
[0046]表1：目标优化参数和取值范围
[0047][0048]步骤S102，根据各参数的取值范围对对应的参数进行均匀取值。
[0049]在步骤S102中采用了均匀设计思想。确定参数之后，分别在各参数的取值范围内均匀选取几个值。例如，对于钢管桩直径，可以均匀取值0.6、0.9和1.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢栈桥钢管桩的参数优化方法，其特征在于，包括：根据刚栈桥设计案例确定影响刚栈桥结构稳定性的多个参数及各参数对应的取值范围；根据各参数的取值范围对对应的参数进行均匀取值；根据各参数的取值确定预设的一阶屈曲稳定安全系数方程的系数；根据各参数的取值范围以及系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程得到各参数的最优值。2.根据权利要求1所述的钢栈桥钢管桩的参数优化方法，其特征在于，所述根据各参数的取值范围以及系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程得到各参数的最优值，包括：根据各参数的取值范围获取各参数的多组取值；将所述多组取值分别代入系数确定后的一阶屈曲稳定安全系数方程，得到对应的多个优化预测响应值；根据所述多组取值分别建立钢管桩有限元模型，得到对应的多个有限元响应值；通过比较所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的大小，确定各参数的最优值。3.根据权利要求2所述的钢栈桥钢管桩的参数优化方法，其特征在于，所述通过比较所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的大小，确定各参数的最优值，包括：计算所述优化预测响应值以及对应的有限元响应值的差值；获取优化预测响应值以及对应的有限元响应值的最小差值对应的一组取值，得到各参数的最优值。4.根据权利要求1所述的钢栈桥钢管桩的参数优化方法，其特征在于，所述参数包括钢管桩直径、上部贝雷梁横向布置数量以及剪刀撑位置。5.一种钢栈桥钢管桩的参数优化装置，其特征在于，包括：参数选取模块，用于根据刚栈桥设计案例确定影响刚栈桥结构稳定性的多个参数及各参数对应的取值范围；参数取值模块，用于根据各参数的取值范围对对应的参数进行均匀取值；方程确定模块，用于根据各参数的取值确定预设的一阶屈曲稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭升，马亚林，张志勇，李肇东，张德明，王宏波，张伟玲，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：