Design analysis of the optimum configuration of hybrid cable-stayed suspension bridges

An important task to achieve in the design of the cable supported bridge is to define a proper set ofpost-tensioning forces and cable cross-sections able to satisfy code requirements, related to ultimateand service limit states, as well as economic criteria. To this end, this paper presents a designformulation to predict the optimum design of cable system of an hybrid cable-stayed suspension(HCS) bridges. A F.E. model, able to provide a refined description of the bridge structure, is combinedwith an iterative optimization procedure, whose optimize the distribution of post-tensioning forces aswell as the geometry of the cable system to achieve maximum performance. In particular, the optimumcondition is identified by considering both dead and live load configurations. The results demonstratehow the presented method can be easily in the field of long span bridge structures, in which typicallymore complexities are expected in view of the large number of variables involved in the designanalysis.

Un importante obiettivo da raggiungere nella progettazione dei ponti di grande luce è l’identificazionedi un’appropriata distribuzione di tensioni iniziali e di sezioni trasversali dei cavi in modo tale dasoddisfare sia le prescrizioni normative, relative agli stati limite ultimi e di esercizio, sia criterieconomici. A tal fine, si presenta una metodologia di progettazione in grado di identificare lacondizione ottimale di progetto del sistema dei cavi di un ponte ibrido strallato-sospeso (HCS). Unmodello FE, in grado di riprodurre il comportamento strutturale di un ponte, è combinato con unaprocedura di ottimizzazione iterativa, che ottimizza la distribuzione delle tensioni iniziali cosi come lageometria del sistema dei cavi al fine di ottenere le massime prestazioni. In particolare, la condizioneottimale viene identificata considerando sia le configurazioni sotto peso proprio che quelle in presenzadi carichi accidentali. I risultati dimostrano come il metodo presentato possa essere facilmenteimpiegato nel campo dei ponti di grande luce, che tipicamente sono sistemi molto complessi per viadel gran numero di variabili coinvolte nella progettazione