[發明專利]一種單箱多室寬梁橋橫向分布系數的計算方法

有效

• 申請號: 201710115590.6
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN107025330B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 孫恒;李研;胡營;常誠;邢婷婷;齊永亮;劉聰慧;劉俊華;宋飛;韓波
• 申請（專利權）人: 山西省交通科學研究院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 張洪年

本發明提供了一種基于模態分析法的單箱多室寬梁橋橫向分布系數的計算方法。通過通用有限元軟件確定寬梁橋橫向分布系數的敏感因素和敏感程度。通過參數化編程進行大量的數值模擬進行分析，通過實體模型對比、模型試驗、現場試驗等對照，得出適用于寬梁橋橫向分布系數的簡化計算方法，為寬橋設計提供便利，能夠提高工程設計質量，對提高寬箱梁橋精細化設計水平，保證橋梁結構耐久性，減少橋梁病害，合理控制工程造價具有積極作用。

技術領域

本發明屬于公路橋梁結構領域，具體來說是一種基于模態分析法的單箱多室寬梁橋橫向分布系數的計算方法。

背景技術

為滿足日益增大的車流量，在城市的中小跨徑橋梁中多建造寬梁橋。其橋梁寬度與跨度相近，甚至要超過跨徑，因此結構的受力性能及特點也更復雜。目前工程設計當中對于寬梁橋設計計算可采用的做法是建立空間桿系模型(梁格)或者建立實體單元有限元模型來分析，前者計算精度一般不如實體單元，但是能滿足工程設計需要，但是其對原結構進行了面目全非的簡化，大量幾何參數要預先計算準備，前后期均需要大量的人工進行數據處理，需要設計人員有足夠的耐心和細致的工作，人為偏差較難避免；后者計算計算精度高，但是建模繁瑣，計算時間長，且結果不能直接用于相關規范驗算。因此在實際工程中，很多設計人員往往用采用經驗值1.15建立單梁模型進行計算，僅在驗算結果中用富裕量近似考慮寬梁扭轉的影響，這就造成了設計質量參差不齊，橋梁耐久性無法保證。因此尋求一種建模簡單，計算精度適中的計算方法對設計人員顯得尤為重要。

目前，公路橋規并未對寬梁橋的橫向分布系數進行詳細規定，關于單箱多室寬梁橋橫向分布系數也沒有比較成熟的理論公式。對于寬梁橋相關研究比較少，還無法達到指導設計的程度。

彭德運、王雷等研究的成果以具體橋為研究背景，研究成果僅對于某一個橋梁提出了具體的橫向分布系數經驗值，不能廣泛推廣到實際工程設計當中。郭憶，王勇，安麗勇等人就橋梁跨度和寬度對橋梁橫向分布系數影響進行了研究，對現有的小箱梁橋計算公式進行修正，提出的計算公式并不一致，計算結果也相差較大，在實際計算中發現對于不同跨徑、寬度的寬橋計算結果存在不同程度的偏差。

發明內容

本發明提供了一種基于模態分析法的單箱多室寬梁橋橫向分布系數的計算方法。通過通用有限元軟件確定寬梁橋橫向分布系數的敏感因素和敏感程度。通過參數化編程進行大量的數值模擬進行分析，通過實體模型對比、模型試驗、現場試驗等對照，得出適用于寬梁橋橫向分布系數的簡化計算方法，為寬橋設計提供便利。

一種基于模態分析法的單箱多室寬梁橋橫向分布系數的計算方法，選定影響寬梁橫向分布系數的變量并且根據所述變量利用模態參數法計算出相應橋梁的橫向分布系數。

優選的，根據寬跨比、箱室中心距、箱室側頂板厚度、橫隔板厚度確定所述變量。

優選的，所述變量包括橋梁跨徑、橋梁寬度、梁高、箱室頂板厚度、箱室底板厚度、箱室凈距和箱室懸臂長度。

優選的，所述橫向分布系數計算公式為(I)：

其中參數TS、I和C依次如下：

其中，參數B為橋梁的寬度，L為橋梁的跨徑，t₁為箱室頂板厚度，t₂為箱室底板厚度，h為箱梁的高度，s為箱室凈距，d₁為箱室懸臂長度。

本發明所描述的寬梁橋橫向分布系數的簡化計算方法，與傳統的建模計算方法對比，其優點在于計算簡單，省去了建模的復雜過程，提高了工作效率，運用此方法計算精準，為寬橋設計提供便利，能夠更加精確的模擬橋梁模型，對寬箱梁橋精細化設計提供保證，提高橋梁結構耐久性，使得結構偏安全，對合理控制工程造價具有積極作用，具有較好的應用前景，并且能產生明顯經濟效益和社會效益。