[發(fā)明專利]計(jì)算公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛動(dòng)力自動(dòng)加載方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510733458.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN105260562B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐恭義;黃燕慶;阮懷圣;張燕飛;王巍;何友娣;霍學(xué)晉;胡輝躍;徐力;胡文軍;龔俊;張建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京捷誠(chéng)信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛(wèi)東

本發(fā)明公開了一種計(jì)算公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛動(dòng)力自動(dòng)加載方法及系統(tǒng)，涉及車輛動(dòng)力的自動(dòng)加載領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：采用集中力荷載方式，替代現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60?2004版本中公路1級(jí)采用的均布荷載方式，該集中力荷載方式的數(shù)據(jù)為：?jiǎn)蝹€(gè)車輛荷載重為200kN，車輛的前軸P1＝70kN，后軸P2＝130kN；車輛的前后輪距D1＝4m，前后車距D2≥15m；確定最不利車輛動(dòng)態(tài)編組方式，實(shí)現(xiàn)車輛荷載從靜力向動(dòng)力形式的轉(zhuǎn)化、公路橋梁阻尼器響應(yīng)的非線性動(dòng)力計(jì)算。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛非線性動(dòng)力計(jì)算，簡(jiǎn)化操作過(guò)程，有效提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛動(dòng)力的自動(dòng)加載領(lǐng)域，具體是涉及一種計(jì)算公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛動(dòng)力自動(dòng)加載方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，為了解決大地震作用下大跨度橋梁梁端縱向位移大、結(jié)構(gòu)受力大的問(wèn)題，橋梁工程師們引進(jìn)了原軍工用途的產(chǎn)品—粘滯阻尼器，以滿足結(jié)構(gòu)抗震性能要求。粘滯阻尼器在大跨度橋梁上的應(yīng)用，一直都局限于結(jié)構(gòu)抗震需要。但是，隨著近幾年國(guó)內(nèi)多座大跨度斜拉橋、懸索橋的建成通車，特別是大型懸索橋運(yùn)營(yíng)取得經(jīng)驗(yàn)，橋梁工程師們認(rèn)識(shí)到：有必要通過(guò)采用粘滯阻尼器，抑制日常行車條件下橋梁主梁的梁端縱向位移，以提高橋梁結(jié)構(gòu)使用功能、同時(shí)改善橋梁結(jié)構(gòu)(如支座、伸縮縫等部件)的工作條件，“安裝有粘滯阻尼器在車輛荷載作用下的橋梁動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題”成為長(zhǎng)大跨度橋梁建設(shè)中亟待解決的工程難題。

由于粘滯阻尼器具有非線性特性，此時(shí)安裝有阻尼器的橋梁結(jié)構(gòu)是一個(gè)非線性系統(tǒng)，不支持靜力分析常采用的線性疊加原理，故需要精確模擬車輛上橋的動(dòng)力加載全過(guò)程。但是，采用已有的有限元軟件直接計(jì)算此類問(wèn)題，存在以下技術(shù)難題：

(1)現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004)中的公路1級(jí)采用“均布荷載+單個(gè)集中力”的方式，該方式中的均布荷載大小為10.5kN/m，使用均布荷載只能進(jìn)行有限元靜力分析，無(wú)法進(jìn)行動(dòng)力荷載計(jì)算。

(2)公路橋梁與鐵路橋梁不同之處在于公路橋梁汽車的車輛編組不是固定形式的靜態(tài)編組方式，而公路橋梁最不利車輛動(dòng)態(tài)編組方式對(duì)于計(jì)算公路橋梁結(jié)構(gòu)最大力學(xué)響應(yīng)是個(gè)極為重要的問(wèn)題。但是，目前已有的有限元軟件只能確定最不利車輛靜態(tài)編組方式，無(wú)法確定最不利車輛動(dòng)態(tài)編組方式。

(3)公路橋梁車輛荷載在靜力計(jì)算時(shí)只需要力的位置及確定的大小值，而動(dòng)力分析時(shí)不僅需要位置及大小，還需要知道荷載隨時(shí)間變化的函數(shù)，且車輛動(dòng)力荷載還具有“瞬間作用后隨即消失”，以及“車隊(duì)中每個(gè)車輪到達(dá)相同節(jié)點(diǎn)時(shí)間不同”等兩個(gè)特殊性問(wèn)題，因此車輛荷載的模擬形式是動(dòng)力計(jì)算的最關(guān)鍵問(wèn)題。但是，有限元軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)車輛荷載從靜力向動(dòng)力形式的轉(zhuǎn)化。

(4)車輛上橋的計(jì)算過(guò)程是一個(gè)異常繁瑣、且容易出錯(cuò)的過(guò)程，利用有限元軟件的數(shù)據(jù)處理工作量巨大，如按照有限元軟件能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，需要橋梁工程師逐行手工完成這一過(guò)程，這樣就會(huì)給橋梁工程師帶來(lái)無(wú)法承受的工作量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種計(jì)算公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛動(dòng)力自動(dòng)加載方法及系統(tǒng)，采用集中力荷載方式，替代現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTG D60-2004版本中公路1級(jí)采用的均布荷載方式，基于靜力影響線分析的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法原理，確定最不利車輛動(dòng)態(tài)編組方式，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛荷載從靜力向動(dòng)力形式的轉(zhuǎn)化、公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛非線性動(dòng)力計(jì)算，避免人工計(jì)算的繁瑣過(guò)程、以及程序內(nèi)部固定格式代碼修改極易出錯(cuò)等問(wèn)題，簡(jiǎn)化操作過(guò)程，有效提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明提供一種計(jì)算公路橋梁阻尼器響應(yīng)的車輛動(dòng)力自動(dòng)加載方法，包括以下步驟：

A、采用集中力荷載方式，替代現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTG D60-2004版本中公路1級(jí)采用的均布荷載方式，該集中力荷載方式的數(shù)據(jù)為：?jiǎn)蝹€(gè)車輛荷載重為200kN，車輛的前軸P1＝70kN，后軸P2＝130kN；車輛的前后輪距D1＝4m，前后車距D2≥15m；