溢洪道闸室为常用水工结构，主要由过水堰体和闸墩组成，此外还有其他一些关键部位，如牛腿、吊孔等。闸室的体形设计是闸室整体设计的主要内容，其尺寸直接影响结构的安全稳定以及工程投资。闸室结构厚重则安全，但无疑增加了工程投资; 而结构过于单薄，工程投资相应减少，结构安全又受到影响。

所以，安全经济是对闸室结构体形优化的前提。在以往的闸室结构优化分析中，常以结构满足稳定、应力、抗裂等为约束条件，使工程造价(或工程量) 最小为目标建立多变量单目标的优化数学模型，并结合ANSYS 等有限元分析软件，确定闸室结构各构件尺寸，得到安全经济的结构体形。闸室堰体作为闸室重要组成部分，其厚度不仅决定了地基开挖量和堰体的混凝土浇筑量，而且对闸室上部各构件的应力有着较大影响。溢流堰体较厚，对防冲蚀和结构的抗振有利，但相应地增加了工程投资；若堰体较薄，工程投资相应减少，但可能产生结构冲蚀和振动方面的问题。对关键部位牛腿来讲，当开挖量增大时，溢流堰体较厚，削弱牛腿部位应力集中；若开挖量减小，堰体较薄，可能引起牛腿部位过大的应力集中。在以往的文献中鲜见在闸室结构主要构件(如闸墩、牛腿及吊孔等)尺寸确定的前提下，单独对闸室堰体厚度进行优化分析。鉴于此，在确定某溢洪道闸室结构主要构件尺寸的前提下，以地基开挖量为变量，以闸室牛腿吊孔等关键部位的应力最小为目标函数，建立单变量多目标的优化数学模型，采用分层序列法研究地基开挖量(直接影响堰体厚度)的变化对上部结构关键构件应力影响，检验闸室结构各关键构件的应力是否满足规范要求，并获得较为经济安全的堰体体形尺寸 。