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申请/专利权人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

摘要：本发明涉及渡槽设计领域，其公开了一种预应力混凝土U型薄壳渡槽减碳优化设计方法，实现渡槽碳排放优化，有效减少碳排放。本发明通过收集渡槽建设条件资料，确定渡槽建设条件参数，建立渡槽碳排放数据库，确定各种建筑材料参数和碳排放因子，然后对渡槽截面进行参数化处理，根据截面特性选取多项参数作为优化变量，结合渡槽建设条件参数、建筑材料参数和碳排放因子，利用Python采用参数化建模方式建立渡槽优化模型，最后采用粒子群算法对所述渡槽优化模型进行迭代求解，获得渡槽结构设计最优结果。

主权项：1.一种预应力混凝土U型薄壳渡槽减碳优化设计方法，其特征在于，包括：收集渡槽建设现场数据，确定渡槽建设条件参数；建立渡槽碳排放数据库，确定各种建筑材料参数和碳排放因子；对渡槽截面进行参数化处理，根据截面特性选取多项参数作为优化变量，结合渡槽建设条件参数、建筑材料参数和碳排放因子，利用Python采用参数化建模方式建立渡槽优化模型；采用粒子群算法对所述渡槽优化模型进行迭代求解，获得渡槽结构设计最优结果；利用Python采用参数化建模方式建立渡槽优化模型，包括：对选取的截面参数变量，基于规范设定上下限值，然后结合截面参数变量、渡槽建设条件参数、建筑材料参数和碳排放因子，以渡槽上部结构与下部基础结构之和的每延米碳排放最小为目标，构建优化目标函数，作为渡槽优化模型；在对所述渡槽优化模型进行迭代求解过程中，引入有限元验证，所述有限元验证是通过Pyansys在Python中调用ANSYS实现有限元计算，来验证渡槽设计结构的应力控制指标、挠度指标和稳定性指标；采用粒子群算法对所述渡槽优化模型进行迭代求解，包括：S1、输入初始参数，并初始化粒子群位置矩阵E和速度矩阵V；S2、根据截面设计参数的上下限值生成截面参数矩阵A；S3、以截面参数矩阵A作为输入，采用Pyansys进行有限元计算，获得罚函数值，存储在罚函数矩阵F中；S4、基于目标优化函数，根据截面参数矩阵A和步骤S3计算的罚函数值进行适应度计算，获得满足规范的适应度值，并记录在适应度矩阵D中；S5、对速度矩阵V和位置矩阵E进行更新；S6、根据更新后的速度矩阵V，对截面参数矩阵A进行更新；S7、以更新后的截面参数矩阵A作为输入，采用Pyansys进行有限元计算，获得罚函数值，存储在罚函数矩阵F中；S8、基于目标优化函数，根据更新后的截面参数矩阵A和步骤S7计算的罚函数值进行适应度计算，获得满足规范的适应度值，并记录在适应度矩阵D中；S9、判断是否满足收敛条件，若是，则输出最优适应度值和最优位置，对应最优渡槽设计方案和最优碳排放量，否则，返回步骤S5继续迭代。

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