سنجش بهینه‌سازی عرشه پل های بتنی پیش‌تنیده بر پایه آیین نامه های اشتو استاندارد و آشتو LRFD با بهره‌جویی از الگوریتم فاخته

نوع مقاله: مقاله عمران

نویسندگان

1 گروه آموزشی عمران،دانشکده عمران،سمنان،ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 استادیار- دانشکده عمران- دانشگاه سمنان-سمنان -ایران

4 گروه مهندسی مکانیک-دانشکده شهید نیکبخت- دانشگاه سیستان و بلوچستان- زاهدان -ایران

چکیده

بالا بودن هزینه و زمان اجرای پروژه ضرورت بکارگیری بهینه سازی را در صنعت پل سازی ضرورت می بخشد؛ افزون بر بهره جویی از آیین نامه در هنگام طراحی، بهینه سازی سبب کاهش چشمگیر مواد مصرفی شامل فولاد، آرماتور و بتن و همچنین صرفه جویی در زمان انجام پروژه می‌شود. در این مقاله به بررسی عامل‌های موثر در بهینه سازی پرداخته است. نخست، با تعریف اندازه‌های هندسی مقطع، مقاومت بتن، محل و شمار کابل‌های پیش‌تنیدگی به عنوان متغیر و بهره جویی از الگوریتم بهینه سازی فاخته، بهترین اندازه‌ها برای متغیرها انتخاب و بهترین مقطع با رعایت دستورهای آیین نامه‌ای برپایه دو آیین نامه آشتو 2015-LRFD و استاندارد 2002 با هم سنجیده شده‌اند. از نتایج پژوهش می‌توان به عدم رابطه مستقیم کمینگی وزن و طرح اقتصادی بدلیل تاثیر سه عامل بتن، فولاد و کابلهای پیش تنیده و همچنین تاثِیر بهره‌جویی از بتن با مقاومت بالا در دهانه‌های بلند اشاره کرد. در آخر برای مقایسه تاثیر طول دهانه، بهینه‌سازی بالا برای دهانه‌های 30 تا 70 متر و با بهره‌جویی از آیین‌نامه‌‌های ذکر شده ا نجام و نتایج با هم سنجش شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparing the optimization of prestressed concrete bridge deck according to the AASHTO LRFD and AASHTO standard procedures using Cuckoo algorithm.

نویسندگان [English]

  • zahra hazrati moghim 1
  • ali kheyroddin 2
  • Hosein Naderpour 3
  • Hossein Rahmani 4
1 Civil engineering faculty. Semnan university.semnan.iran
2 Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
3 civil engineering faculty-Semnan university-Semnan-Iran
4 Shahid Nikbakht faculty-zehedan-Iran
چکیده [English]

The high cost and time of implementation of the bridgeworks necessitate the optimization in the structural design. The optimization can extensively reduce the used steel, reinforcement, concrete and the time of doing project. In this study the effect of design elements in optimization of a bridge have been investigated. By definition of cross section geometry, strength of material, location and number of pre-stressing cables as variable and also using Cuckoo algorithm, the best value of variables are selected and the best geometry of cross area is choice. These variables in fact are calculated based on two regulations AASHTO LRFD-2015 and standard 2002 and the results are compared.
The results show that the weight minimalist and economic plan are not depended directly because of the effect of concrete, steel and pre-stressed cables and also the high strength concrete used in long bridge span. Finally, for comparison of the bridge span effect, the optimization is carried out for different lengths from 30 to 70 based on the pointed regulations in above and the results are compared

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization؛ Bridge deck؛ concreat؛ prestressed
  • Cuckoo algorithm
 
[1] اتفاق، م.، م.، بهکام کیا، د.(1395) بررسی آماری پاسخ دینامیکی پل بر اثر عبور خودرو با خصوصیات و کلاسبندی اتفاقی درشرایط مختلف سطح جاده، نشریه مدلسازی در مهندسی، دانشگاه سمنان، سال 14، شماره 47.
[2] تبریزیان، ز.، حسینعلی بیگی، م.، قدرتی امیری، غ.،(1394) تشخیص آسیب در سازه های فلزی با استفاده از اطلاعات خیز استاتیکی و الگوریتم ژنتیک، نشریه مدلسازی در مهندسی، دانشگاه سمنان، سال 13، شماره 41.
[3] قلی پور، ف.، ظریف مقدم باصفت، ن.،(1394) طراحی بهینه شکل و ابعاد هندسی عرشه ی فولادی در سقف مرکب بر اساس مطالعات عددی ، نشریه مدلسازی در مهندسی، دانشگاه سمنان، سال 13، شماره 43.
 [4] Torres, G., G., B., Brotchie, J., Cornell, C.,(1966). A program for optimum design of prestressed concrete highway bridges, journal prestressed concrete institute, vol. 11, no. 3, pp. 63-73.
[5] ش. طاحونی,(1392) طراحی پل (پل های بتن مسلح، فولادی، و پیش تنیده), انتشارات دانشگاه تهران
[6] Jones, H., L.,(1985) Minimum cost prestressed concrete beam design, Journal of Structural Engineering, vol. 111, no. 11, pp. 2464-2478.
[7] Mirtalaei, S., K., Yang, PS., H., and Tang, T.,(2004) Economic Impact of AASHTO, LRFD Specifications and its Optimization for the Prestressed I-Girder Bridges Using High Strength Concrete in Arizona Department of Transportation, The 2004 Concrete Bridge Conference.
[8] Chang, K., Mirtalaei, S., Lee, and Leitch, K.,(2012) Optimization of Post-Tensioned Box Girder Bridges with Special Reference to Use of High-Strength Concrete Using AASHTO LRFD Method, Advances in Civil Engineering, vol. 2012.
[9] نادرپور، ح.، خیرالدین، ع.، نائینی عرب، م.، (1393) طراحی بهینه عرشه پلهای بتنی پیش تنیده جعبه ای بر اساس آیین نامه بارگذاری پی ایران با استفاده از الگوریتم ژنیتیک، نشریه مهندی حمل و نقل، سال 6، شماره 2.
 [10] Khadiranaikar, R., Venkateshwar, T.,(2016) effect of number of cells in psc box girder bridge, Development, vol. 3, no. 6.
[11] Prestressing, F., ( 2010). The system of the inventor of prestressed concrete.
[12]AASHTO. (1989). Standard specifications for highway bridges (17th edition)
[13] Aashto, L.,(2014)Bridge design specifications, edited by American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC,.