[發明專利]一種基于并發反力組的連續梁活載支反力計算方法

有效

• 申請號: 202110383449.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113139223B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 蘇偉;王雨權;廖立堅;李艷;傅安民;劉龍;張興華;楊智慧;白青波;吳迪
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 天津漿果知識產權代理事務所(普通合伙) 12240
• 代理人: 王龑

本發明公開了一種基于并發反力組的連續梁活載支反力計算方法，包括以下步驟：讀入設計中的連續梁信息；對連續梁進行節點劃分，建立有限元模型；利用位移互等定律求解各支座支反力的影響線；根據測試工況，建立并發反力支座組；活載加載計算，找出加載位置；計算出在該加載位置處，支座驗算工況的支反力數值。本發明能夠針對交通運輸領域如鐵路、公路、市政、輕軌等不同類型不同跨度的連續梁活載加載計算，該方法適用各類型活載信息，如鐵路zc活載、zk活載、公路汽車活載、輕軌活載等的計算，解決了連續梁活載加載計算依靠商業有限元軟件的問題。

技術領域

本發明涉及交通運輸業橋梁工程技術領域，具體涉及一種基于并發反力組的連續梁活載支反力計算方法。

背景技術

隨著交通事業的高速發展，高速鐵路、高速公路相互交叉跨越的現象越來越多，而且跨越的寬度越來越大。連續梁作為跨越能力較大的梁，正在被廣泛應用。

連續梁作用于橋墩的支反力，是影響墩臺及基礎設計的控制性作用，而活載引起的支反力的計算是連續梁計算的重要內容。因活載是移動的，活載的布置位置不同，其支反力計算結果也不同，因此，墩臺基礎的驗算內容不同，其支反力的計算取值原則也不同。

在以往設計中，連續梁支反力的計算，只能依靠相關商業有限元軟件進行，計算模型復雜，計算需要花費較長時間。在設計墩臺基礎時，也只能從連續梁設計過程中計算得到的相關反力值進行計算。

針對上述橋墩設計中存在的實際問題，亟需一種更加通用性的算法來解決數量龐大的連續梁活載支反力計算問題。

發明內容

本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種基于并發反力組的連續梁活載支反力計算方法。

本發明的技術方案是：一種基于并發反力組的連續梁活載支反力計算方法，包括以下步驟：

A.讀入設計中的連續梁信息

讀取連續梁的相關信息，包括跨數、每一跨的跨長、支座的位置分布、梁高的尺寸、連續梁與簡支梁銜接信息；

B.對連續梁進行節點劃分，建立有限元模型

將讀入的連續梁，按照跨度信息進行節點劃分，建立有限元模型；

C.利用位移互等定律求解各支座支反力的影響線

對于每一個支座，按照位移互等定律求解出各支座所對應的支反力的影響線；

D.根據測試工況，建立并發反力支座組

連續梁為一個整體，對于一個特定的支座，當其支反力最大時，車輛活載必定處于某一個特定位置，也即其它支座此時的反力也必定是一個特定值，因此，利用同時發生這種性質，將各支座定義成并發反力支座組；

E.活載加載計算，找出加載位置

利用支座反力的影響線，結合活載計算工況如雙孔重載工況時的判據，找出活載加載的具體位置；

F.計算出在該加載位置處，支座驗算工況的支反力數值

活載位置確定后，將該活載的載荷組成部分施加于連續梁單元上，計算出對應的每一個支座的支反力結果。

更進一步的，步驟A中連續梁的截面信息無需準確輸入，只需要采用一個矩形截面來包絡梁截面即可。

更進一步的，步驟B中兩節點構成一個單元，每一個單元采用空間梁單元模擬，對于連續梁單元，需要考慮梁底高度的變化。

更進一步的，節點劃分過程中需要根據梁截面的特性來劃分節點，每一個單元的長度不宜過長，計算時，單元采用空間梁單元模擬，梁高的變化，采用變截面空間梁單元模式，支座的約束情況，只需考慮各自由度是否釋放，具體如下：