随着我国经济的发展，大跨度桥架的建设在20世纪末进入了高潮。大跨度桥的形式多种多样，有斜拉桥、悬索桥、拱桥、悬臂桁架桥等新型桥式，如全索桥、索桥、斜拉2悬挂混合桥、索桁架桥等。其中，悬索桥和斜拉桥是大跨桥发展的主流。近20年来发展最快的大跨径桥是斜拉桥，遥遥领先的是悬索桥。目前，世界上最大跨度的悬索桥是199年建成的日本明石海峡桥，其主跨度为1991m，世界上最大跨度的斜拉桥是1999年建成的日本多罗桥，其主跨度为890分钟，中国最大跨度的悬索桥是江苏润杨长江公路桥，主跨度为19490分钟，在世界悬索桥行列中排名第三的中国最大跨度的斜拉桥是江苏南京长江第二桥，主跨度为628分钟，在世界钢箱斜拉桥中排名第三

目前的桥梁技术已经可以很好地解决现存问题，但随着桥梁跨度的增大，向更长、更大、更柔软的方向发展，为了保证可靠性、耐久性、行驶舒适性、施工简单性和美观性，还有很多工作要做。

桥梁工程结构设计的过程是如何处理桥梁结构的安全性(可靠性、耐久性)、适用性(满足功能要求和行驶舒适性)、经济性包括建设费用和维护费用)和美观过程。传统的桥梁结构设计要求设计者根据设计要求和实践经验，参考类似的桥梁工程设计，通过判断构思设计方案，进行强度、刚性、稳定性等各方面的计算。但是，由于设计者经验的限制，确定的最终方案往往不是理想的最佳方案，而是在有限方案中接近最佳的可行方案。桥梁结构优化理论是传统桥梁结构设计理论的重大发展，也是现代桥梁设计的目标。它使所有参与设计计算的数量部分以变量出现，在满足规范和规定的前提下，形成所有结构设计的可行方案领域，利用数学手段，按照预定的要求寻求最佳方案。

2、跨度桥梁结构优化设计的研究现状

尽管19世纪中期出现了现代意义上的结构优化设计理论，但应用于桥梁结构设计的相关研究却很晚。国外从20世纪60年代开始进行桥梁结构优化设计的研究，中国从20世纪70年代末开始进行这方面的研究。这是因为桥梁结构设计变量多，活载复杂难于处理，需要大容量的计算机和很长的运行时间。最早发展最成熟的是桁架桥的优化设计。大跨桥优化设计的研究是在20世纪末大跨桥快速发展后发展起来的，综合主要集中在以下几个方面。

2.1局部优化

局部优化不能等同于整体优化，但有利于整体优化，促进桥梁结构的发展。由于局部优化设计变量较少，研究难度大幅度降低，研究深度更加彻底。目前，大跨度桥的局部结构优化研究涉及大跨度桥的结构设计和施工各个方面，主要包括:

2.1.1强度桥的优化

大跨度桥的强度桥主要包括钢、混凝土、混合梁和重叠梁。根据目前全世界自建的大跨度桥梁统计，跨度分别排在前12位的斜拉桥和悬索桥上，其主跨强度桥的形式多为钢梁，钢与混凝土的结合梁和混凝土的梁少，跨度相对较小。这些钢结合混凝土梁桥主要在我国采用较多，这与我国经济有关。随着中国经济的发展和近年来国家对钢结构发展的大力支持和鼓励，以及桥梁跨度的进一步发展和钢结构本身重量轻、强度大，适用于大型崩溃桥梁的特点，预计未来大型跨度桥梁结构的强度桥梁，特别是超大型跨度桥梁以钢结构为主。这意味着我们对大跨度桥梁加强梁的研究也以钢梁为中心。在钢梁中，钢箱梁由于其流线形状、抗扭转刚度大，空气动力稳定性好，应用最广泛。

目前强梁横截面优化研究较少，受力和结构过于复杂，关系过多。事实上，大跨度桥梁的主梁耗材最大，其截面形式对桥梁的空气动力稳定性有很大影响。如何选择合理的流线截面，使大跨度桥具有良好的空气动力稳定性，受力合理，节约材料，进一步研究。

2.1.2 　斜拉索或主缆的动力优化

目前的大跨度桥梁主要有斜拉桥、悬索桥及其它的一些新型的桥式，如全索桥，索托桥，斜拉2悬吊混合体系桥等。这些桥都有一个共同的特点，即电缆支撑，桥面柔软，结构柔软，阻尼低。在外部激励下，拉索容易发生意想不到的大幅度振动。例如风雨共现时的风雨振动现象、主梁与拉索之间的耦合振动引起的参数共振、拉索的自激振动等。拉索的大幅振动容易引起拉索锚端的疲劳，降低拉索的寿命，严重时甚至严重威胁桥梁安全。因此，大跨度桥的动力问题尤为重要。

10多年来，国内外学者对斜拉索的振动控制进行了很多研究，提出了很多减震措施，目前常用的减震方法是在拉索上加入被动减震器(称为被动控制)，如粘性减震器、摩擦减震器等，但该减震器具有明显的缺点，不能根据外部的激励情况调节减震力，受环境温度的影响很大，难达到理想的减震效果。近日，一种智能风门装置-磁流变减震器研制用于振动控制。该风门采用智能材料磁流变体制造，通过调节输入电压可提供可变风门。湖南科技大学王修勇等采用数值模拟方法，研究减震器优化电压，进一步完善磁流变智能减震器拉索减震技术。还有一种主动控制技术，即利用外部能源，在结构受激励过程中，对结构施加控制力或改变结构的动力特性，从而迅速地减小结构的振动反应。积极控制技术成本高，但效果好，适用性广，可控制结构多振形。其优化设计主要是寻找最佳控制参数，使系统达到更好的性能指标。国内外的学者经过多年的研究，已提出多种算法，主要有经典线性最优控制法、瞬时最优控制法、模态空间控制法、极点配置法、预测控制法及其中的两种或多种方法组合等。

2.1.3 　索力调整优化

大跨度桥梁的收缩徐变、非线性性条件等影响会随着跨度的增大越来越显著，但最终控制主梁应力和线形的直接因素还是斜拉索力和施工时的立模标高，因而确定合理的索力对斜拉桥的材料用量及结构安全性都有十分重要的意义。但是，斜桥作为高级超静定结构，施工中经过系统转换，如何确定合理的桥索力，同时保证施工中塔的力均匀合理，是目前进行斜桥施工监测控制的主要目标。国内外对索力调整优化研究早，发展成熟。目前，索引力调整的理论主要有4类:

a)指定受力或位移状态的索引力优化，如刚性支持连续梁法和零位移法。

b)无约束的索力优化，如弯距平方和最小法和弯曲能量最小法。

c)有约束的索力优化，如索量最小法。

d)影响矩阵法。影响矩阵法可以得到不同目标函数、不同权重的优化结果，同时可以计入预应力、活载、收缩徐变、约束优化等影响，既可以确定索结构的合理状态，也可以用于施工阶段和桥梁阶段的索力调整，实现结构调整和结构优化的统一。影响矩阵法包括前三种优化方法，是目前最完善的斜拉桥索力优化理论。

2.1.4??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????塔太高会给施工带来困难，增加造价。而塔太矮会降低拉索的工作效率，增加主梁和拉索的受力。因此，单独优化塔高不一定经济，应与其他部分结合考虑。塔的受力合理性与塔的结构形式、电缆形式、电缆锚固形式和锚点分布有关，也是值得研究的课题。

2.1.5斜拉索和吊索锚固的优化

斜拉索和吊索锚固的形式和锚固点的布置对电缆塔和主梁的应力集中问题和结构形式有一定的影响，应与电缆塔和主梁结合考虑。

2.1.6悬索桥锚片优化

悬索桥锚片有自锚式和地锚式。自锚式一般只在不能使用地锚式时采用。地锚优化涉及地质条件问题，目前研究较少。自锚式一般很少采用，研究也很少。

2.1.7????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????因此，大跨度桥梁桥墩优化设计一般独立，受上部结构影响较小。