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基于多目标粒子群算法的窄幅钢箱梁关键参数优化分析

张国锦1,2，张猛1,2，张礼建1,2，田径1,2，许玉华1,2，成先杰1,2

（1.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉4300402；海工结构新材料及维护加固湖北省重点

实验室，湖北武汉430040）

摘要：窄幅钢箱组合梁桥相较其它形式的钢箱组合梁桥梁，具有截面受力更优，预制装配程度更高等优点。本文基于多目标

粒子群算法，考虑钢箱梁高、钢箱梁宽、腹板厚度、翼缘面积，主梁布置方式等参数，以用钢量、架桥阶段最大应力、成桥

阶段最大应力以及跨径为目标函数，分析各参数对其影响程度。当限制梁高为4m时，从经济性和最大跨径角度出发，跨径

60m以内时主梁钢材宜选Q355钢，跨径60~100m主梁采用Q420钢更优，采用UHPC做桥面板可以减小顶板厚度，节省

用钢量。对截面进行优化时，通过调节钢箱梁高、腹板厚度降低主梁最大正应力，通过适当降低梁高，减少钢箱顶板厚度，

减少结构用钢量。

关键词：多目标粒子群算法；窄幅钢箱组合梁；参数分析；结构优化；经济性

中图分类号：U442.5文献标识码：A文章编号：2097-3519（2025）04-0082-06

DOI:10.16403/j.cnki.ggj

OptimizationAnalysisofKeyParametersofNarrowSteel-BoxGirderBasedon

MOPSO

ZhangGuojin1,2,ZhangMeng1,2,ZhangLijian1,2,TianJing1,2,XuYuhua1,2,

ChengXianjie1,2

(1.CCCCWuhanHarbourEngineeringDesignandResearchCo.,Ltd.,WuhanHubei430040,China;

2.HubeiKeyLaboratoryofAdvancedMaterialsReinforcementTechnologyResearchforMarine

Structures,WuhanHubei430040,China)

Abstract:Comparedwithothertypesofsteel-boxcompositegirderbridges,narrowsteel-boxcompositegirder

bridgehastheadvantagessuchasbettercross-sectionformagainstthestressandhigherprefabrication-assembly

degree.BasedonMulti-ObjectiveParticleSwarmOptimization(MOPSO),byconsideringtheheightandwidthof

steel-boxgirder,webthickness,flangearea,thelayoutofmaingirdersandetc.,theconsumptionamountofsteel

material,themaximumstressduringthebridgingstage,themaximumstressduringthebridgecompletionstage,

andthebridgespandiameterweretakeninaobjectivefunctiontoanalyzehowitwasinfluencedbyth