地下钢筋混凝土岔管结构优化设计及应用研究

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1、水力发电第40卷第12期2014年12月地下钢筋琨凝土岔管结构优丫匕设计及应用研究苏超，张杨杨，姜念堂(1．河海大学水利水电学院，江苏南京210098；2．上海勘测设计研究院有限公司，上海200434)摘要：地下钢筋混凝土岔管为水电站输水结构的重要组成部分，安全合理的岔管结构体形设计可以有效地减少洞室开挖和混凝土浇筑工作量，提高工程设计质量。针对实际工程中常见的岔管结构形式，根据实际工作状态，建立了地下钢筋混凝土岔管优化数学模型，基于粒子群优化算法，开发了钢筋混凝土岔管结构优化设计程序。以某水电站输水系统的引水岔管为例，对

2、其进行优化分析，验证了程序的技术可行性和运行稳定性。关键词：岔管；结构优化；自动剖分；粒子群优化算法；有限元DesignOptimizationandApplicationResearchofUndergroundReinforcedConcreteBifurcationPipeSUChao，ZHANGYangyang，JIANGNiantang2(1．CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098，Jiangs

3、u，China；2．ShanghaiInvestigation，Design&ResearchInstitute，Shanghai200434，China)Abstract：Undergroundreinforcedconcretebifurcationpipeisanimportantpartofconveystructureofhydropowerstation．Asafeandreasonabledesignofbifurcationpipecaneffectivelyreducecavernexcavationan

4、dconcretepouringworkandimproveengineeringdesignquality．Inviewofcommonstructureforminpracticalengineering，theoptimizationmathematicalmodelofundergroundreinforcedconcretebifurcationpipeisestablishedaccordingtorealworkingstatus．BasedonthebasicprincipleofParticleSwarm

5、OptimizationAlgorithm，thestructureoptimizationdesignsystemofreinforcedconcretebifurcationpipeisdeveloped．Asanexample，thebifurcationpipeinapowerstationisanalyzedbythedesignoptimizationsystemandthebetterdesignparametersareobtained．Theoperationalstabilityandtechnical

6、feasibilityofthedesignoptimizationsystemareverified．KeyWords：bifurcationpipe；structureoptimization；automaticsubdivision；ParticleSwarmOptimizationAlgorithm；FEM中图分类号：TV34；TV732．43文献标识码：A文章编号：0559—9342(2014)12—0042—03随着大型水电站尤其抽水蓄能电站的兴建，岔是方案比选，较少涉及数学规划方法，不能充分利管的规模也在不断

7、扩大。岔管为空间组合结构，在用岔管结构材料的性能。本文实现了参数化建模和水流和受力都较为复杂的情况下，其处于复杂应力网格自动剖分，采用粒子群优化算法进行岔管结构状态。国内外众多学者已对钢筋混凝土岔管结构的的数学优化，在传统优化设计的基础上更进一步，分析方法、应力、变形、配筋及优化等方面进行了得到安全合理的体形及良好的应力变形特征．对T一些研究I。程的经济性和安全稳定性有重大意义。在岔管结构设计时．根据实际布置情况设计出安全合理的结构形式是广大设计工作者追求的目标。收稿日期：2014—04—24岔管优化不仅可以减少结构本身工

8、作量．同时还可作者简介：苏超(196O一)，男(满族)，吉林梅河口人，教授以减少洞室的开挖量，经济效益明显。但目前做的博士生导师，从事水工结构工程、水运lT程数值计算方法与实验研究优化设计大多还是传统的优化设计，采用的方法还张杨杨(通讯作者)．囫WaterPowerVo1．40No．121J⋯L=，1J