Economic design of steel bridge decks with open ribs

Abstract

In order to minimize the cost of welded orthotropic deck bridge structures, optimization studies should be performed, which need mathematical formulation of the cost function. The previously used Pahl-Beelich method is modified by using the COSTCOMP program to have cost functions for various welding methods. Illustrative numerical examples of different welded orthotropic deck bridge structures have been worked out to show the influence of fabrication cost on the optimal sizes of the structure. The analysis of the bridge deck is made by the Pelikan-Esslinger method. Static stress, fatigue, overall and local buckling constraints have been taken into account. It is shown that the optimal sizes depend on welding method, so, to achieve economic structures, the designer should consider also the fabrication aspects. The optimization is made by the Hillclimb method of Rosenbrock in Fortran language on PC (Personal Computer).

溶接した直交異方性のある橋床版構造の原価を最小にするためには、最適化研究を行う必要があり、原価関数の数式化することが求められる。さまざまな溶接法での原価関数を得るために先に用いたPahl-Beelich法を、COSTCOMPプログラムを用いて改良した。各種の溶接した直交異方性のある橋床版構造の実証的数値例を計算し、製作費が構造物の最適サイズに及ぼす影響を明らかにした。橋床版の解析をPelican-Esslinger法により行った。静的応力、疲れ、全体および局所座屈拘束を考慮に入れた。最適サイズは溶接法によって変わることが分かった。経済的構造を得るためには、設計者は製造も考慮しなければならない。パソコン上でFortran言語により、Rosenbrockの山登り法で最適化した。