高墩的应用在现代公路桥梁建设中越来越普遍,但是现有的高墩设计方法多是根据工程师的经验,并没有成熟的方法来对高墩结构进行方案优化设计。因此本论文研究了高墩结构优化设计的方法,为高墩设计人员提供参考。本论文的研究内容主要涉及到三个方面:结构优化设计、稳定性分析以及仿生优化设计。(1)本论文在结构优化设计方面,讨论了分二步骤优化的方法来实现对高墩结构的优化设计:第一步骤应用尺寸优化技术,目标使结构体积(质量)最小化;第二步骤应用形状优化技术,以性能最优为目标,以弥补在尺寸优化步骤中为结构带来的安全性降低这一缺陷。优化结果取得了良好的较果。(2)稳定性一直都是高墩设计中考虑的主要因素,因此在优化结果的检验阶段,稳定性是一个重要的评价指标。考虑材料非线性和几何非线性的双非线性稳定适合作为高墩的整体稳定性评价指标,在局部稳定性方面则采用高阶的特征值稳定性分析结果。(3)生物体经过了亿万年的自然选择与进化,适应环境的能力非常高。仿生学经过了半个世纪的发展,在建筑领域出现了许多好作品,但是仿生却一直未能用于高墩结构的设计当中。本论文从仿生的角度对高墩的横隔板设置进行优化研究,探讨了基于竹子竹节仿生的横隔板设置方法,增强了高墩的局部稳定性。