مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۲، شماره ۶، صفحات ۰-۰
عنوان فارسی دقت‌بخشی مدل دینامیکی پل‌ بتنی راه‌آهن توسط الگوریتم برنامه‌نویسی ژنتیک
چکیده فارسی مقاله از جمله راهکارهای موثر در بهبود ظرفیت خطوط ریلی، افزایش در مولفه­های ترافیکی از جمله ارتقای سرعت و بارمحوری است، که این امر، شدت اثرات دینامیکی در سازه را به دنبال خواهد داشت. بنابراین کنترل آثار دینامیکی ناشی از بارهای وارد به سازه در سلامت و ایمنی سازه­ها بسیار با اهمیت است. بررسی رفتار دینامیکی سازه­ها توسط تحلیل عددی از طریق مدل­سازی و آزمایشگاهی صورت می‌گیرد. با اینحال، در سازه­های پیچیده، نتایج حاصل از داده­های تحلیل عددی دارای اختلاف نسبت به داده­های آزمایش میدانی است. استفاده از الگوریتم­های محاسبات هوشمند[1] از مهمترین روش­های متداول به منظور کاهش خطای مدل عددی می‌باشد. در نتیجه، پژوهش حاضر سعی دارد با از استفاده الگوریتم برنامه‌نویسی ژنتیک[2] (GP)، اختلاف نتایج دینامیکی حاصل از داده­های مدل عددی و میدانی پل دو خطه راه­آهن آریور بارسا در مسیر مادرید-سویا و تحت بار ترافیکی پرسرعت را به حداقل برساند. الگوریتم پیشنهادی GP قادر است که روابط ریاضی مناسب و ضرائب اصلاحی را معرفی نماید تا بتوان نتایج به دست آمده را برای سازه­های مشابه نیز تعمیم داد. پل مورد مطالعه در نرم­افزار SAP2000 مدلسازی و نتایج به دست آمده با استفاده از GP، دقت­بخشی شد. نتایج نشان داد که الگوریتم پیشنهادی، مقادیر به دست آمده از تحلیل مودال و نیز تاریخچه زمانی را با دقت بیش­تری نسبت به مدل اولیه، ارائه می­کند. اجرای الگوریتم منجر به کاهش خطا در تحلیل‌های مودال تا %88/1 برای مود سوم سازه‌ای، کاهش %31/20 برای مقادیر شتاب و کاهش %68/2 برای تغییر مکان قسمتی از عرشه سازه شد.   [1] Intelligent Computing Algorithm [2] Genetic Programing (GP)  
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مدل دینامیکی،پل بتنی راه‌آهن،پل آرویو براسا،دقت‌بخشی،الگوریتم GP
عنوان انگلیسی Calibration of the Dynamic Model of the Concrete Bridge Railway by Genetic Programing Algorithm
چکیده انگلیسی مقاله In the present study, the results of two numerical finite element models prepared for the dynamic behavior of a concrete bridge in the rail transport network have been modified using the GP algorithm compared to the field data. In this research, taking into account the logical error for the data obtained from the two numerical models and field survey, in addition to modifying the results of models in the field of frequency, acceleration and displacement, the assumed values in the analyses in the error range should be corrected. The results of the GP algorithm showed the success of the algorithm in reducing errors between numerical and field results; so that the errors are limited in the range of %. The bridge studied in this paper is the Arroyo Bracea Bridge in Spain that is made of concrete beams and slabs. This is a bridge with two 15.25 m spans and a 45-degree angle with I-shaped beams crossing two railways. This bridge is modeled with two finite element methods and then is measured via a field survey to evaluate the results of the both models. Then, the difference between the results of the two numerical models and field survey is reduced by proposing the GP algorithm. This bridge is modeled by SAP2000 using orthotropic plate, isotropic plate and beams model. In both models, 6 degrees of freedom are considered for each point, and the interaction between the train and the bridge is neglected. The values of mass, modulus of elasticity, cross-sectional specifications, and degree of stiffness of the support are determined for each model. Accuracy of dynamic parameters was obtained from the studied bridge and experimental samplings are conducted from two finite element models. In addition to surveying the dynamic specifications of the soil around the bridge, in this study, the natural frequency of the bridge is obtained with analysis of modals and values of acceleration and displacement in traffic load conditions by installing the piezoelectric accelerometers at 11 points of the bridge. In this study, the soil characteristics around the bridge were also examined. First, by explaining the basics of the GP algorithm, the algorithm prepared in this article was introduced. The data on cross-sectional values, modulus of elasticity, and mass were selected as effective parameters from the initial data of the models and were randomly recorded along with field data in the error range of 1000. For having data with the same level, the values of parameters were normally distributed. Then, by implementing the algorithm proposed for the initial data of each model, a mathematical equation was presented per field data. These equations, in addition to reducing the error of the results of the model, also modify the initial data by providing correction coefficients. The proposed algorithm reduces the error data by 20.31% for acceleration on the part of the bridge deck.  Given the importance of dynamic behavior of the bridges in high-speed or heavy-load lines, the high accuracy of the results of the analyses related to this behavior is very important. However, the use of GP algorithm for calibration in analysis of bridge dynamic behavior is very restricted and there is still a possibility of development and improvement. One of the achievements of this paper is that it can be used in similar issues by providing mathematical equations, modifying initial parameters with correction coefficients, and significant reduction in error values. For further research, it is also suggested to investigate the matching factor in specific vectors in the modal analysis via this method. Determining the optimal values of the proposed algorithm parameters using the other methods and sensitivity analysis of GP algorithm compared to the changes in parameters are among the other proper suggestions for subsequent research.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Dynamic model,Concrete Railway Bridge,Arroyo Bracea Bridge,Calibration,Genetic Programming Algorithm
نویسندگان مقاله امین شفائی زاده | Amin Shafaei Zadeh
Faculty of Civil Engineering and Transportation, University of Isfahan, Isfahan, Iran
دانشکده عمران و حمل‌ونقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

احمد رضا جعفریان مقدم | Ahmad Reza Jafarian-Moghaddam
Faculty of Civil Engineering and Transportation, University of Isfahan, Isfahan, Iran
دانشکده عمران و حمل‌ونقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

علیرضا قاری قرآن | Alireza Gharighoran
Faculty of Civil Engineering and Transportation, University of Isfahan, Isfahan, Iran
دانشکده عمران و حمل‌ونقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

نشانی اینترنتی http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25084-1&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات