Abstract: This article presents the application of the Multiple Objective Particle Swarm Optimization (MOPSO) method, enhanced with specifically tuned parameters using the Taguchi method, for optimizing bridge and viaduct designs. Unlike conventional approaches, the optimization in this study encompasses the entire structure rather than focusing solely on the deck. This approach is illustrated through case studies on two viaducts located in Atalaia and Mandaguaçu along the BR-376 highway in Paraná, Brazil. In Atalaia, the optimized solutions achieved reductions in construction costs by 10.5% to 22.7%, CO2 emissions by 8.9% to 21.2%, and extended the design service life by 24.0% to 540.7%. Similarly, in Mandaguaçu, the optimizations resulted in cost reductions ranging from 9.1% to 23.2%, decreases in CO2 emissions from 12.7% to 23.5%, and increases in the design service life by up to 540.7%. The study also revealed consistent patterns between the degrees of freedom and objective functions; specifically, larger cross-sectional dimensions tended to lower costs, while smaller dimensions were associated with reduced CO2 emissions. These findings illustrate the real-world performance improvements afforded by the optimization process, which not only reduces the global cost per year of service compared to the original designs but also enhances economic and environmental performance, thereby demonstrating the effectiveness of MOPSO in structural optimization for sustainable infrastructure development. Abstract (MOPSO method approaches deck BR376 BR 376 BR-37 Paraná Brazil 105 10 5 10.5 227 22 7 22.7% CO 89 8 9 8.9 212 21 2 21.2% 240 24 0 24.0 5407 540 540.7% Similarly 91 1 9.1 232 23 23.2% 127 12 12.7 235 23.5% functions crosssectional cross sectional realworld real world process development BR37 37 BR-3 10. 22.7 8. 21.2 24. 54 540.7 9. 23.2 12. 23.5 BR3 3 BR- 22. 21. 540. 23.
Resumo: Este artigo apresenta a aplicação do método de Otimização por Enxame de Partículas com Múltiplos Objetivos (Multiple Objective Particle Swarm Optimization, MOPSO), aprimorado com parâmetros especificamente ajustados pelo método de Taguchi, para a otimização de projetos de pontes e viadutos. Diferente das abordagens convencionais, a otimização neste estudo engloba toda a estrutura, em vez de se concentrar apenas no tabuleiro. Essa abordagem é ilustrada por meio de estudos de caso em dois viadutos localizados em Atalaia e Mandaguaçu ao longo da rodovia BR-376 no Paraná, Brasil. Em Atalaia, as soluções otimizadas alcançaram reduções nos custos de construção de 10,5% a 22,7%, emissões de CO2 de 8,9% a 21,2%, e estenderam a vida útil do projeto de 24,0% a 540,7%. De forma similar, em Mandaguaçu, as otimizações resultaram em reduções de custo de 9,1% a 23,2%, diminuição das emissões de CO2 de 12,7% a 23,5%, e aumentos na vida útil do projeto de até 540,7%. O estudo também revelou padrões consistentes entre os graus de liberdade e as funções objetivas; especificamente, dimensões transversais maiores tendiam a reduzir custos, enquanto dimensões menores estavam associadas a reduções nas emissões de CO2. Esses achados ilustram as melhorias de desempenho no mundo real proporcionadas pelo processo de otimização, que não apenas reduz o custo global por ano de serviço em comparação com os projetos originais, mas também aprimora o desempenho econômico e ambiental, demonstrando assim a eficácia do MOPSO na otimização estrutural para o desenvolvimento de infraestruturas mais sustentáveis. Resumo Multiple Optimization MOPSO, , MOPSO) Taguchi convencionais estrutura tabuleiro BR376 BR 376 BR-37 Paraná Brasil 105 10 5 10,5 227 22 7 22,7% CO 89 8 9 8,9 212 21 2 21,2% 240 24 0 24,0 5407 540 540,7% similar 91 1 9,1 232 23 23,2% 127 12 12,7 235 23,5% objetivas originais ambiental sustentáveis BR37 37 BR-3 10, 22,7 8, 21,2 24, 54 540,7 9, 23,2 12, 23,5 BR3 3 BR- 22, 21, 540, 23,
