基于改进万有引力搜索算法的南中环桥模型修正

作者：秦世强; 甘耀威; 康俊涛

来源：振动与冲击, 2021, 40(19): 116-136.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.19.015

• 桥梁工程
• 模型修正
• Kriging模型
• 钢混叠合梁拱桥
• 改进万有引力搜索算法(GSA)

为了得到南中环桥的基准有限元模型,结合Kriging模型和改进的万有引力搜索算法(GSA),利用荷载试验数据对初始有限元模型进行修正。叙述Kriging模型和万有引力搜索算法的基本原理,引入随机交叉变异的方法到基本万有引力算法中,提出了一种改进优化算法,并通过测试函数对其进行验证;介绍南中环桥的工程概况、荷载试验内容和初始有限元模型;接着选定6个待修正参数,通过试验设计得到修正参数所对应的频率和位移的样本,并建立Kriging模型来预测结构响应;以频率和位移的试验值和计算值残差为目标函数,分别利用改进的GSA、粒子群优化算法(PSO)和GSA算法在修正参数的设计空间内寻找目标函数的最小值,对比分析修正结果。结果表明:改进算法对于测试函数具有较好的稳定性和更高的精度;经过模型修正,除个别测点外,频率、位移的相对误差显著降低;相比PSO和GSA,改进的GSA得到了更小的目标函数值,修正后的频率、位移相对误差更小。

• 单位
  武汉理工大学; 土木工程与建筑学院