A parametric study on the cost optimization of a reinforced concrete abutment using a genetic algorithm

This paper presents the cost optimization of a reinforced concrete abutment of a cantilever type using a genetic algorithm (GA). During the optimization process, six design variables, including two geometrical design variables and four cross-sectional design variables, were considered. The objective function consists of the cost of steel, concrete, and labor. Computation programs have been developed in JAVA to find an economical design adhering to Indian Road Congress (IRC) standards. To get an optimal solution in reasonable computational time, an attempt is carried out to evaluate the optimal GA parameters for the abutment model. A parametric study was conducted to understand the effect of the angle of friction, grade of concrete, and height on the cost optimization of the abutment. From the parametric study, it is observed that optimum cost of the abutment is obtained with a higher value of the angle of friction and concrete with a lower compressive strength. The results of the optimization are further discussed in detail. Key words: abutment, cost optimization, genetic algorithm, population size, generation size Cet article presente l'optimisation des couts d'une culee en beton arme (BA) de type cantilever, et ce, a l'aide d'un algorithme genetique (AG). Au cours du processus d'optimisation, six variables de conception, dont deux variables de conception geometrique et quatre variables de conception en coupe transversale, ont ete prises en compte. La fonction d'objectifs se compose du cout de l'acier, du beton et de la main-d'oeuvre. Des programmes de calcul ont ete developpes en JAVA pour trouver une conception economique conforme aux normes de l'<< Indian Road Congress >> (IRC). Dans le but d'obtenir une solution optimale dans un temps de calcul raisonnable, on tente d'evaluer les parametres d'AG optimaux pour le modele de culee. Une etude parametrique a ete menee pour comprendre l'effet de l'angle de frottement, de la qualite de beton et de la hauteur sur l'optimisation des couts de culee. L'etude parametrique a permis d'observer que le cout optimal de culee est obtenu avec une valeur plus elevee de l'angle de frottement et un beton avec une resistance a la compression inferieure. Les resultats de l'optimisation sont discutes plus en detail. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : culee, optimisation des couts, algorithme genetique, taille de la population, taille des generations
Introduction An abutment is a substructure used to support a superstructure at the ends of a bridge span. It also holds the soil that is unstable in its natural slopes. [...]