[发明专利]一种高桩墩台桩位优化方法

权利要求书

1.一种高桩墩台桩位优化方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1）将根据实际项目要求进行初步设计的高桩墩台在有限元计算软件中进行建模；

2）对桩基内力，进行权重设置，并设置目标值函数；

3）通过编程将如下基于遗传算法的优化方法与有限元模型计算流程整合到一起，实现程序自动迭代优化，优化流程如下：

（1）对优化参数进行设置；

（2）随机生成初始桩位种群表；

（3）通过程序代码控制有限元分析软件自动对桩位成员逐个进行建模与桩基内力目标值计算；

（4）按目标值对各桩位成员进行排序；

（5）将排名靠前的一定数量桩位成员视为精英成员，将其保留至下一代次；

（6）将排名靠后的其他成员剔除出种群表，取精英成员进行杂交或变异，形成新的桩位成员，对种群表进行补充，形成新的桩位种群表；

（7）循环流程（3）-流程（6），直至满足优化结束条件，此时可得出内力水平较小的优化桩位布置；

在步骤2）中，所述目标值函数对各桩基内力设置不同的权重，基于此目标值函数，以实现根据地质情况及桩强度允许值，控制优化结果中各桩基内力量值的大小比例；地质情况包括有桩基承载力中侧摩阻力、端阻力的大小，桩基内力包括有压桩力、拔桩力和弯矩；

所述目标值函数采用如下函数：

其中，为目标值，、、分别为在各个荷载工况下得出的该高桩墩台桩基最大的拔桩力、压桩力和弯矩内力值，、、分别为对应最大拔桩力、压桩力和弯矩的权重。

2.根据权利要求1所述的高桩墩台桩位优化方法，其特征在于：在步骤3）中，实现将基于遗传算法的优化方法与有限元模型计算流程整合到一起的有限元软件包括有ANSYS、SAP、LUSAS、MIDAS，编程方法为编程语言或有限元软件自带的命令流、宏文件，通过编程实现程序化自动建模-计算-后处理-优化迭代的循环迭代过程。

3.根据权利要求1所述的高桩墩台桩位优化方法，其特征在于：步骤3）中流程（1）所述的优化参数包括有：精英比例、种群规模、变异比例、杂交比例和变异强度。

4.根据权利要求1所述的高桩墩台桩位优化方法，其特征在于：步骤3）中流程（2）、（6）所述的桩位种群表的生成方法为：在形成一个桩位布置成员时，采用立体几何中计算空间两直线距离的方法计算桩与桩之间的距离，判断桩两两之间是否碰桩；由于桩为线段而非直线，故加以判断两桩之间各四分点之间的距离关系即可对两桩是否碰桩进行进一步判断；对于存在碰桩的桩位直接淘汰，重新生成新的桩位成员，直至新生成的桩位成员不存在碰桩情况为止，最终生成一定数目的桩位成员补齐桩位种群表。

5.根据权利要求1所述的高桩墩台桩位优化方法，其特征在于：步骤3）中，流程（6）所述的杂交为两名或多名精英成员，各取部分桩位，组成一个新的完整的不存在碰桩情况的桩位；所述变异为某一精英成员，将其部分桩的扭角进行随机改变，形成一个新的不存在碰桩情况的桩位，进行随机改变的桩数由变异强度控制。