廣西交科集團有限公司梁茜雪獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉廣西交科集團有限公司申請的專利一種無需抗力信息的在役橋梁承載能力評定方法獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114297885B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202111358201.5,技術領域涉及:G06F30/23;該發(fā)明授權一種無需抗力信息的在役橋梁承載能力評定方法是由梁茜雪;蔣國富;卓小麗;彭曦;毛晶;李增科;寧怡豪設計研發(fā)完成,并于2021-11-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種無需抗力信息的在役橋梁承載能力評定方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種無需抗力信息的在役橋梁承載能力評定方法;該方法首先進行必要的調查和檢測以正確預估橋梁可能達到的汽車荷載等級,建立有限元模型計算恒載效應和汽車荷載效應的標準值,進一步得到對應的統(tǒng)計參數和概率密度函數以建立結構失效概率公式,由失效概率公式反算滿足目標可靠指標的試驗荷載效應值,實施試驗工況后,按試驗結果直接評定承載能力滿足的汽車荷載等級,無需進行結構檢算。本發(fā)明無需抗力信息、無需檢算,現場實施程序與荷載試驗基本相同、費用相當,具有簡明、高效、結果可靠的優(yōu)勢,并可調整與承載能力對應的目標可靠指標和繼續(xù)使用年限,滿足不同管養(yǎng)需求,具有很強的實用性和很高的推廣價值。
本發(fā)明授權一種無需抗力信息的在役橋梁承載能力評定方法在權利要求書中公布了:1.一種無需抗力信息的在役橋梁承載能力評定方法,其特征在于包括以下步驟: 1測量橋梁幾何形態(tài)參數和調查恒載狀況; 2完成橋梁外觀檢查,掌握結構劣化及損傷情況;進行運營情況調查,了解橋梁承載現狀; 3綜合橋梁建成年代、路線等級、主要承重構件尺寸、運營調查情況、外觀檢查結果、檢測管養(yǎng)資料信息,預估結構現有承載能力對應的汽車荷載等級; 4選取橋梁目標可靠指標βf,并且由目標可靠指標βf計算最大失效概率pfmax: pfmax=1-Φβf式1 5根據調查及檢測結果建立符合橋梁實際狀況的結構有限元模型,并按最不利受力原則選取控制截面或控制部位; 6在有限元模型中分別計算試驗控制截面或控制部位處的恒載效應標準值SGk和汽車荷載效應標準值SQik,其中i=1…n,i和n均為正整數,n為預估結構現有承載能力對應的汽車荷載等級的個數,SQik按從小到大排序; 7由步驟6中的SGk和SQik計算隨機變量恒載效應SG的平均值μSG和標準差σSG、隨機變量汽車荷載效應SQi的平均值μSQi和標準差σSQi: μSG=kSGSGk,σSG=μSGδSG式2 μSQi=kSQSQik,σSQi=μSQiδSQ式3 在式2和式3中kSG、kSQ和δSG、δSQ分別為恒載效應和汽車荷載效應的平均值與標準值的比值和變異系數,均為已知常數,按《公路橋梁結構可靠度與概率極限狀態(tài)設計》人民交通出版社,1997第六章第二節(jié)“承載能力極限狀態(tài)下可靠指標的分析”選取; 8隨機變量恒載效應SG服從正態(tài)分布,由步驟7中的SG的平均值μSG和標準差σSG得到SG的概率密度函數fSGsG: 9隨機變量汽車荷載效應SQi服從極值Ⅰ型分布,由步驟7中的SQi的平均值μSQi和標準差σSQi得到SQi的概率密度函數fSQisQi: fSQisQi=αexp[-αsQi-γ]·exp{-exp[-αsQi-γ]}式5 式5中α為極值Ⅰ型分布的尺寸函數,按計算;γ為位置參數,按計算;當評定對應的繼續(xù)使用年限N'年與設計基準期N年不同時,用γN'代替γ,γN'按計算; 10通過迭代和數值計算的方法按結構失效概率公式反演計算pf=pfmax時的試驗荷載在控制截面計算效應SSi;結構失效概率公式為: 所述的結構失效概率公式的推導過程如下: 橋梁結構的可靠度與抗力R、恒載效應SG和汽車荷載效應SQi有關,所以功能函數Z為: Z=R-SG-SQi式7 因荷載試驗是對橋梁結構施加確定荷載,結構在試驗時存在破壞的風險,當橋梁在試驗荷載作用下產生計算效應SSi,結構未出現破壞或累積損傷現象,認為試驗成功,結構的抗力R不小于實際恒載效應SG0與SSi之和;SG0為普通定值變量,因恒載變異性很小,可取SG0=μSG,且因kSG=1.0148,由式2可知SG0=1.0148SGk≈SGk;偏保守地認為抗力R等于實際恒載效應SG0與SSi之和,即R=SG0+SSi=SGk+SSi,代入式7得到: Z=SGk+SSi-SG-SQi式8 根據功能函數和可靠度理論建立失效概率pf的解析式: 把步驟8得到的恒載效應概率密度函數fSGsG和步驟9得到的汽車荷載效應概率密度函數fSQisQi代入式9即可得到式6; 11在有限元模型中進行荷載試驗工況設計,使試驗荷載在控制截面或控制部位的計算效應不小于SSi; 12重復步驟7~步驟11,計算各預估汽車荷載等級對應的試驗荷載在控制截面計算效應SSi; 13選取控制截面、控制部位或可有效體現其響應的位置布設位移、應變測點,當控制截面或控制部位附近出現受力裂縫時還應布置裂縫觀測點;根據預估的汽車荷載等級對應的SSi由小到大實施工況;每工況應分級加載,并較常規(guī)荷載試驗適當增加分級數量,不少于3級;試驗每級加載后均應檢查主要測點的響應是否超過計算值,裂縫是否有明顯擴展或有其它異常情況,及時停止加載,保證試驗安全; 14試驗結束后,根據試驗結果評價橋梁承載能力。
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