[發明專利]一種考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法

在審

• 申請號: 202210912434.3
• 申請日: 2022-07-30
• 公開（公告）號: CN115597754A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 岳長喜;曹永華;于長一;寇曉強;高潮;陳智軍;寧進進
• 申請（專利權）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務工程局有限公司;天津港灣工程質量檢測中心有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G06F30/15;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

1.一種考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立支墩數值模型，包括航向正面、航向背面、兩個側面、底面、頂部以及橡膠墊板，定義所述支墩底面壓力，偏壓系數，航向正面橡膠墊板壓縮量，航向背面橡膠墊板壓縮量，支墩頂部為固定端約束；

步驟2，通過航向正面橡膠墊板壓縮量和航向背面橡膠墊板壓縮量引入支墩偏壓系數；

步驟3，對步驟1構建的支墩數值模型進行受力分析，在支墩迎航向正面選取應力特征點，在應力特征點位置安裝應力傳感器；

步驟4，建立應力特征點處歸一化應力與偏壓系數的關系公式；

步驟5，建立支墩壓力與應力特征點處應力和偏壓系數的關系公式；

步驟6，通過偏壓系數和應力傳感器采集在大型浮體浮運實際過程中支墩受到的應力數據，根據步驟5建立的計算公式進行反算即可得到支墩壓力。

2.根據權利要求1所述的考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法，其特征在于：步驟2中，假設：①支墩所受荷載沿船體首尾呈線性分布，沿船體左右呈均勻分布；②支墩底部橡膠為均質材料，即支墩受力與橡膠板壓縮量呈正比；

支墩壓力計算滿足下式：

∫∫f(p)dpds＝p₀s₀

式中：p為支墩底部荷載，kPa；s為支墩底部橡膠板面積，m²；p₀為支墩底部等效均布荷載，kPa；s₀為支墩底部橡膠板等效面積，m²；

支墩底部荷載f(p)與艏艉方向荷載有關，且為線性關系，為確定模型計算時支墩底部荷載，引入偏壓系數k，滿足下式：

式中：k為偏壓系數，p₁航向正面支墩底部橡膠板邊界荷載，kPa；p₂航向背面支墩底部橡膠板邊界荷載，kPa；l₁為航向正面橡膠墊板壓縮量，m；l₂為航向背面橡膠墊板壓縮量，m。

3.根據權利要求1所述的考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法，其特征在于：步驟3中，應力特征點位置設在支墩航向正面的中軸線上距離底部1.0m位置處。

4.根據權利要求1所述的考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法，其特征在于：步驟4中，建立應力特征點處歸一化應力與偏壓系數的關系公式為：

式中：σ為支墩特征點位置應力，MPa；σ₀為支墩受等效荷載p₀作用下，特征點位置的應力，MPa。

5.根據權利要求1所述的考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法，其特征在于：步驟五中，通過數值分析，計算支墩在不同大小的均布荷載作用下支墩底部等效荷載以及支墩特征點位置應力數據，由這些數據擬合得到支墩底部等效荷載p₀和支墩受等效荷載作用下應力特征點處的應力σ₀之間的關系式；再根據支墩壓力與等效荷載之間的關系式以及步驟4建立的應力特征點處歸一化應力與偏壓系數的關系公式，即可得到支墩壓力與應力特征點處應力和偏壓系數的關系公式。

6.根據權利要求1所述的考慮偏壓系數的測量大型浮體浮運中的支墩受力方法，其特征在于：步驟五中，得到的支墩壓力與應力特征點處應力和偏壓系數的關系公式如下：