基于改進遺傳算法的開敞域高樁墩式碼頭基樁布置優(yōu)化.pdf

1、開敞域高樁墩式碼頭是深水碼頭的一種重要結構形式，其設計計算涉及波浪與建筑物的相互作用、樁-土相互作用、結構空間受力分析等方面，相關設計理論尚不完善。這種結構多建于水深浪大的海域，基樁多采用鋼管樁，基樁布置的優(yōu)劣、受力條件的好壞直接關系到碼頭的穩(wěn)定性和投資效益，有必要選用適當?shù)姆椒▽鶚兜牟贾眠M行優(yōu)化，使基樁整體受力均勻，每根基樁盡其所能，間接降低工程造價。 本文應用大型通用有限元軟件ANSYS建立碼頭結構三維有限元模型，以陳山化

2、工料碼頭工程為例，采用一種改進的自適應遺傳算法開展開敞域高樁墩式碼頭基樁優(yōu)化布置研究，編制了將遺傳算法與有限元融為一體的優(yōu)化程序。主要研究工作如下： 1.選用三階Stokes波理論計算推進波波浪要素，采用立波理論模擬作用于墩臺前的側壓力，利用交通部第一航務勘察設計院推薦的公式計算作用于墩臺底部的浮托力，采用實際工程中常用的Morison公式計算作用在基樁上的波浪力。 2.采用線彈性地基反力法描述橫向力作用下樁-土之間的相

3、互作用，應用ANSYS的APDL語言建立碼頭結構的三維有限元模型，對承受波浪荷載作用的高樁墩式碼頭進行數(shù)值分析，為優(yōu)化工作提供必要的數(shù)據(jù)。 3.建立以基樁空間位置參數(shù)為設計變量，以基樁軸力和基樁泥面處水平位移的組合標準差為目標函數(shù)的最優(yōu)化數(shù)學模型。 4.結合算例，選用一種改進的自適應遺傳算法，利用MATLAB編寫優(yōu)化程序對開敞域高樁墩式碼頭基樁布置進行優(yōu)化，結果表明，優(yōu)化后基樁受力均勻情況較優(yōu)化前有大幅度改進，且可以減少