自现代斜拉桥诞生以来的六十多年,斜拉桥得到了广泛应用,已然成为200～1100m跨径范围内最具竞争力的桥型之一。斜拉桥的蓬勃发展也对斜拉桥设计和施工提出了更高的要求和挑战。针对斜拉桥设计和监控计算中索力确定的问题,即合理成桥状态与合理施工状态确定,本文基于多目标粒子群优化(MOPSO)算法和“合二为一法”对斜拉桥索力确定与优化问题进行研究。主要工作和成果如下:(1)综述了多目标优化问题的相关基本概念及求解多目标优化问题的常用方法,并详细介绍了 MOPSO算法,该方法在标准粒子群算法的基础上通过增加外部储备集和优化更新策略来适应求解多目标、多约束的优化问题。(2)介绍了确定斜拉桥合理成桥状态与施工状态的“合二为一法”,与传统先确定合理成桥状态,再确定合理施工状态的方法进行对比,该方法具有计算量小,概念简明的特点。确定了斜拉桥索力确定的基本原则:结构安全、梁平塔直、索力均匀、调索次数最小。(3)基于MOPSO算法及“合二为一法”,提出了一种斜拉桥索力自动优化方法。相较传统单目标索力优化方法仅有单一解的局限性,该方法考虑了多个目标函数和多个约束条件,其得到的Pareto最优解集可供决策者根据经验进一步筛选。采用Python编程语言联合有限元软件编写基于该方法的自动优化程序,实现了对斜拉桥初始索力自动寻优。(4)利用编制的索力自动优化程序分别以某非对称混合梁独塔斜拉桥、某双塔叠合梁斜拉桥和某三塔叠合梁斜拉桥为例进行计算,选取主塔、主梁的弯曲应变能之和,主塔成桥后在恒载作用下的纵桥向位移平方和作为目标函数,以施工过程及成桥后结构处于安全状态和索力总体分布均匀作为约束条件。工程算例优化结果表明,该方法能够快速搜寻到Pareto最优解集,并从中筛选出最优解,其结构应力处于安全范围,主塔线形合理,索力总体分布均匀。