板梁式高桩码头优化研究

研究了以工程造价为目标的板梁式高桩码头的优化设计模型，包括码头结构整体布局优化和局部构件优化，建议采用动态规划法，搜索数量少法，穷举法、变步长搜索法等优化策略，并研制出ＧＭＹ系统来实现这一优化设计。     

工程结构的混合离散变量优化设计

针对设计变量为离散型和连续型的混合离散变量的优化设计问题，探讨了非均匀离散变量及连续变量的均匀离散化处理方法，分析了求解混合离散变量的优化设计问题最优解的方法。算例表明混合离散变量的优化设计方法可以应用于工程结构优化设计中，其优化结果不需圆整，大大提高了优化设计的效率和可靠性。     

基于地震反应谱分析的全直桩码头结构优化

文章建立了参数化全直桩码头空间有限元模型,通过振型分解反应谱法分析了该结构在水平地震作用下的响应,在此基础上构建了合理的码头抗震优化设计数学模型,通过灵敏度分析和零阶算法进行求解,得到了满足抗震设计要求且单位面积码头所需材料最少的设计序列;同时探讨了不同位置底梁对于全直桩码头结构抗震性能的影响。仿真结果表明:采用整体布局优化和增设底梁相结合的方法对全直桩码头结构进行抗震优化设计是可行的;底梁布设可有效限制结构变形、减小桩基内力,从而提高结构的抗震性能。     

对离散变量结构拓扑优化设计几个问题的探讨

探讨了离散变量结构拓扑优化的三个问题，指出离散变量拓扑优化也存在所谓奇异拓扑的现象，指出设计变量的离散程度和位移约束影响最优拓扑，优化设计时不可忽视。     

通风措施对于改善高桩码头上部结构耐久性的模拟分析

考虑到近海地区形成的盐雾易于在高桩梁板式码头的梁格空间内聚集,码头上部结构面临严重的大气区锈蚀风险,为从源头上降低锈蚀风险,基于优化结构物通风的思想,运用数值模拟方法构建了多组自然通风和单独设置风道的辅助通风模型模拟实际高桩码头梁格空间流场变化。结果表明,在自然通风组中当遮挡比为1.15时,梁格空间内自然通风形成的流场扰动最弱;针对处于这种不利情况下的码头结构,提出3种辅助通风措施(梁上开孔法、板上开孔法、联合开孔法),对其效果进行了对比。3种措施的开孔半径对梁格内部的空气流通特性变化趋势影响不大;孔径变小会大大降低梁格进风口区域空气的风速;结合施工难度和成本综合分析得知,板上开孔方案最优。     

无锚碇墙拉杆的直桩码头受力性状模型试验

针对当前国内外新型的锚碇墙拉杆与叉桩设计的两种整体卸荷式板桩码头结构,为了分析锚碇墙拉杆方案中锚碇墙和拉杆与叉桩方案中叉桩构件对码头结构受力变形与工程特性的影响和贡献,较系统的进行了2组纯粉细砂地基条件下无锚碇墙与拉杆的直桩码头结构受力性状大型土工离心模型试验.研究了前板墙与卸荷平台下各排混凝土灌注直桩的弯矩分布,并与前人带叉桩和锚碇墙拉杆构件试验结果作了性能比较,分析了这种整体卸荷式板桩码头结构的工作特性.     

混合式码头动力响应及抗震计算

研究采用基于中心差分格式的逐步积分法软件包LS-DYNA。通过对沉箱-高桩复合式码头的有限元模型建立,详细的考察了码头结构的自振特性以及其在地震作用下的加速度和动内力的分布及变化情况。并获得在复合码头不同高程点上的动力变化关系曲线。为新结构优化和验证累积经验,为规范完善提供参考依据。     

模拟退火算法在军用桥梁优化设计中的应用

军用桥梁结构优化设计中包含两类设计变量：连续变量和离散变量,混合变量优化设计问题是军用桥梁界普遍关注的问题。介绍了一种新的优化设计方法——模拟退火算法,其突出的优点是可以求得全局最优解。以军用桁架桥为例,对军用桥梁结构设计中连续和离散混合设计变量的优化问题进行了分析,计算结果表明该方法是可行的。对算法在军用桥渡结构设计中的应用提出了几个研究方向。     

桁架结构拓扑及截面尺寸优化设计方法

为克服传统基结构设计方法对最优解的束缚,实现桁架结构的拓扑布局及尺寸优化,提出了将连续体与离散杆系相结合的桁架结构优化设计方法。从连续体出发,基于SKO连续体拓扑优化方法得到了最优拓扑布局;以二值图像细化算法为基础,提出了基于有限单元8邻域网格模型的骨架提取算法,通过剥离冗余单元,得到了连续体拓扑优化结果的中心传力骨架;以单元主应力为判据,精确找到骨架中的关键点,并连接关键点形成了初始桁架结构;基于拉格朗日乘数法和KuhnTucker条件,以初始桁架中杆件的内外半径为设计变量,结构体积为约束条件,结构柔度为目标函数,建立了桁架结构杆件尺寸优化的数学模型,并推导出其优化迭代准则。最后,以一悬臂结构为例对该优化方法的应用进行了说明,并使用一经典算例与其他文献中的方法进行了对比,结果表明:该优化方法得到的桁架结构具有优化的拓扑构型和力学特性,杆件布局、尺寸合理,应力均匀。     

基于性能的高烈度地区高桩码头结构设计方法

针对高烈度地区高桩码头结构抗震计算的问题,本文依托某高烈度地区高桩码头,首先,采用传统的承载力计算方法对该码头进行计算;其次,运用基于性能的抗震理论,针对不同的码头性能水平,对高桩码头进行抗震计算。结果表明：在高烈度震区,采用传统的承载力计算方法,计算过于保守,不能满足结构稳定性、钢管屈曲校核等要求;按照基于性能的设计方法,结构的抗震性能可以满足相应的地震作用要求,能够较好的反映地震对高桩码头结构的作用。因此,基于性能的计算方法更符合性能化抗震设计的发展趋势,为我国高桩码头抗震设计规范的修订提供了参考和借鉴。     

填方工程中双排桩的设计方案优化

传统的的双排桩应用于高度较大的填方工程时,前排桩与后排桩无法尽早组合形成整体,导致桩体在悬臂状态下进行一定高度的土方填筑,必然导致双排桩的受力特征与挖方工程存在较大差异。为了提高填方工程中双排桩的整体刚度,建议在双排桩腰部增设连系梁,并基于数值分析表明,双排桩腰部增设连系梁后,填方工程中填土与桩体的水平位移大大减小,降幅超过45%,且腰部连系梁以上的前排桩、后排桩、顶部连系梁的弯矩降幅超过75.0%。并进一步对填方工程双排桩的构型进行优化,使原地面以上前排桩的高度仅为后排桩高度的一半,在前排桩的冠梁与后排桩腰梁之间设置连系梁。分析表明,优化后双排桩方案的填土水平位移与桩体控制内力比传统双排桩方案的相应值更小,说明优化方案具有合理性与可行性,且具有侧移刚度大、造价低等的优点。     

高桩码头叉桩布置形式抗震性能分析

以湛江某高桩码头单个结构段为研究对象,建立空间有限元模型,采用反应谱法对水平地震作用横向、纵向输入进行地震动力响应分析,对比分析了4种叉桩布置形式在不同水平方向地震作用下码头桩基内力受力特性。计算结果表明:桩基横轴对称布置结构在横向水平地震作用时,整体最大位移和桩内力均较小;桩基双轴对称布置形式在不同水平方向地震作用下结构响应比其他形式相对较小。在高桩码头的抗震设计中,叉桩不会碰桩的情况下,采用桩基双轴对称布置形式较为合理。     

悬臂式排桩支护结构的Matlab优化设计

运用Matlab优化算法及其工具箱,针对太原市工商局办公楼基坑工程采用排桩支护这一基坑常用支护形式,进行了以桩距、桩径、桩身配筋、桩长为优化变量,以工程的主要材耗最低为目标函数,以满足支护功能要求的桩身强度、桩顶侧移以及设计变量取值界限为约束条件的优化设计,并给出利用Matlab fgoalattain求解器进行基坑优化设计的步骤.     

长抗拔灌注桩优化设计方法

在保证承载力的前提下,为了合理控制成本,从长抗拔灌注桩的工作机理出发,基于优化设计的数学模型,结合某工程抗拔桩的静载荷实验参数,提出了一个优化长抗拔桩几何参数的迭代算法,并且基于该算法优化了单桩几何参数。将优化结果与原设计参数进行对比分析,结果表明：优化设计的抗拔桩在满足承载力要求下,减少了桩身灌注体积,达到了工程经济化目标。该优化设计方法可行,可以应用于工程实际。     

基于有效桩长的超长抗拔桩选型优化

针对目前超长抗拔桩选型偏于经验的情况,结合上海软土地区某桩基工程,采用优化双曲线数学模型模拟桩顶位移曲线,并从有效桩长的角度优化超长抗拔桩选型。结果表明：超长桩承载力设计值受有效桩长影响,超过有效桩长的设计是不经济的。软土地区超长抗拔桩的最优选型是桩侧注浆直桩。该研究考虑了桩身发挥深度的影响,可为抗拔桩优化设计提供参考。     

双排桩支护结构中圈梁空间效应的数值模拟分析

针对深基坑双排桩支护结构中圈梁的空间效应问题,利用FLAC3D模拟计算一深基坑双排桩支护工程在设置圈梁的情况下,其不同位置处桩顶位移与弯矩变化.结果发现:基坑坑角的桩顶位移明显小于中部桩顶位移,越到中部桩顶位移越大;将计算结果与现场实测资料对比表明,两者变化规律具有较好的一致性.研究表明,支护排桩与圈梁之间有较好的协同作用,圈梁对支护桩的变形和内力均有一定的影响,限制了排桩的位移和弯矩,越靠近基坑坑角其空间效应越明显.在双排桩支护结构体系设计中应考虑圈梁的空间效应,为优化设计提出建议.     

基于沉降控制的储罐CFG桩复合地基设计方法

针对传统的储罐CFG桩复合地基按承载力控制的设计方法没有充分考虑桩间土和CFG桩的实际承载力的问题,根据复合地基中桩间土和CFG桩的变形受力特性以及储罐基础的特点,提出了基于沉降控制的储罐CFG桩复合地基设计方法。根据复合地基沉降与不同加固深度和不同置换率的关系,按复合地基的允许沉降,确定某一经济可行的地基处理技术方案,并验算复合地基的整体承载力,从而实现优化设计,并通过工程实例应用验证了此方法的可行性和经济性。     

双桩桩列上的不规则波浪力

实验研究了不规则波浪对小直径桩柱的作用力。通过测定作用于桩上的总正向 力，在时域分析 ＣＤ，ＣＭ与ＫＣ数的关系。对于双桩并列和田串列的情况．采 用群桩系数考虑桩间的干扰影响，得出了群桩系数随ＫＣ数和相对桩距ｌ／Ｄ的变化 规律，并探讨了它与雷诺数的关系。     

地铁车站基坑支护结构设计优化

对珠三角城际快速轨道交通广佛线西朗地铁站的基坑支护结构进行设计优化,采用疏排钻孔灌注桩替代密排人工挖孔桩,并对支护体系的间距进行调整。通过对支护结构的设计验算以及现场施工过程的监测表明,该设计优化方案大幅减少了桩基成孔、钢筋制安、混凝土浇筑等工程量,节约了工期,同时为基坑土石方开挖和主体结构施工创造了较为便利的施工条件。     

砂土地基桩基础承载性状试验研究

通过湘阴湘江大桥两根试桩的静载荷试验,探讨了该地区砂土地基中桩基础承载性状及荷载传递机理,对比分析了同一长径比下,桩长对桩身轴力的传递和桩身侧摩阻力的发挥有较大的影响,Ⅰ号试桩属纯摩擦桩,Ⅱ号试桩属端承摩擦桩.在设计荷载一定的情况下,恰当选择桩长桩径使摩阻力的发挥达到最优状态是一个设计时值得考虑的问题.另外采用工程桩作为试桩,难以用静载试验确定桩的极限承载力.图8,参11.