中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司;哈爾濱工業大學;中國鐵路西安局集團有限公司第二工程指揮部;中鐵第一勘察設計院集團有限公司陳龍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司;哈爾濱工業大學;中國鐵路西安局集團有限公司第二工程指揮部;中鐵第一勘察設計院集團有限公司申請的專利一種融合球鉸概率性能的橋梁轉體施工易損性評估方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120068200B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411904993.5,技術領域涉及:G06F30/13;該發明授權一種融合球鉸概率性能的橋梁轉體施工易損性評估方法是由陳龍;梁銳鴻;安磊基;郭長春;郭明明;何海州;石歲虎;王旭;康中偉;牛國輝;劉洋;鄭嘉興;王旭陽;吳延偉;高慶飛設計研發完成,并于2024-12-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種融合球鉸概率性能的橋梁轉體施工易損性評估方法在說明書摘要公布了:一種融合球鉸概率性能的橋梁轉體施工易損性評估方法,涉及橋梁轉體施工技術領域。選取混凝土強度為隨機向量并獲得初始點集;對點集進行剖分和重整并計算賦得概率;按照調整后的點集根據混凝土強度建立球鉸有限元模型,進行動力時程分析;利用有限差分法數值求解廣義概率密度演化方程,通過應力概率密度曲線及應力累計分布函數曲線展示各球鉸表面最大應力對應的概率;定義轉動體系損傷評定指標;計算各個轉動速度下損傷評定指標對應的概率。通過引入混凝土強度的不確定性因素,結合球鉸在轉體施工過程中受轉動速度影響的動態荷載效應,能夠快速給出球鉸轉動時的損傷概率,提高橋梁轉體施工易損性的評估精度和效率。
本發明授權一種融合球鉸概率性能的橋梁轉體施工易損性評估方法在權利要求書中公布了:1.一種融合球鉸概率性能的橋梁轉體施工易損性評估方法,其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:選取隨機向量并獲得初始點集 選定混凝土強度θ為隨機向量,并在幾何空間[0,1]中利用Sobol序列選取均勻點集:φBasic=xl,l=1,2,...,n,xl表示均勻點集中各點坐標,n表示對單維參數空間劃分的數量,n>10; 混凝土強度θ的分布符合對數正態分布,得到混凝土強度分布函數Fθ和混凝土強度分布的概率密度函數pθ; 對均勻點集按概率分布做反函數變化,即取:θl=F-1xl,則混凝土強度θ的初始點集表示為:φn0=θl,l=1,2,...,n; 步驟二:點集重整 選定整體區間的劃分邊界,在混凝土強度θ的值域空間Ωθ中,對初始點集φn0進行Voronoi集合剖分,得到以θl為核心的n個子域表示如下: 式中,‖·‖2表示Euclid距離; 計算各剖分單元的賦得概率Pl,依據下式對初始點集φn0進行調整: 取l=2,...,n-1 式中,I·為示性函數, 得到調整后的點集φn1表示為:φn1=θ′l,l=1,2,...,n,并對調整后的點集φn1再次進行Voronoi集合剖分,得到以θ′l為核心的n個子域并計算各剖分單元的賦得概率Pl′, 步驟三:建立有限元模型并進行動力時程分析 根據橋梁設計圖紙,按照調整后的點集φn1根據不同的混凝土強度θ建立n個球鉸有限元模型,每個球鉸有限元模型考慮不同的彈性模量E與剪切模量G; 以球鉸的轉動速度作為荷載等級,記轉動速度vi,i=1,2,...,I,I表示轉動速度的數量,對各球鉸有限元模型進行I次動力時程分析,記錄第i次動力時程分析得到的球鉸表面最大應力 對于以vi為轉動速度且以θ′l為混凝土強度的動力時程分析結果,根據極值構造虛擬隨機過程,引入虛擬時間變量τ,并采用正弦函數作為虛擬函數,表示如下: 式中,y表示以θ′l和τ為變量的虛擬隨機過程的球鉸表面最大應力; 步驟四:利用有限差分法數值求解廣義概率密度演化方程 對于特定的轉動速度vi,有n個概率密度演化方程,表示如下: 式中,pl,iy,θ′l,τ表示特定的θ′l下隨機變量y和虛擬時間變量τ的概率密度函數; 將y~τ平面進行離散化,表示為: y=yj,τ=τk,j=0,1,2,...,J,k=0,1,2,...,K 式中,yj=j·Δy,τk=k·Δτ,Δy與Δτ分別為空間與時間離散步長,J與K分別為對應的離散數量; 將pl,iy,θ′l,τ在離散化網格點pl,iyj,θ′l,τk處的值記為根據Lax-Wendroff格式,將離散為: 邊界點采用周期邊界條件進行處理,即: 其中: 的初值: 式中,δ·為Diracdelta函數; 計算得到pl,iy,θ′l,τ后,則確定轉動速度下,球鉸表面最大應力在各特定混凝土強度下的概率密度函數表示如下: pl,iy,θ′l=pl,iy,θ′l,τ|τ=1 則確定轉動速度下,球鉸表面最大應力在考慮混凝土強度不確定性的概率密度函數表示如下: 進而作出應力概率密度曲線及應力累計分布函數曲線,可視化展示各個球鉸表面最大應力對應的概率; 步驟五:轉動體系損傷評定指標確定 定義y∈[0,y0為轉動體系無損傷狀態,y∈[y0,y1為轉動體系輕微損傷狀態,y∈[y1,y2為轉動體系中等損傷狀態,y∈[y2,y3為轉動體系嚴重損傷狀態,y∈[y3,+∞為轉動體系完全損傷狀態,其中:y0=0.65×ymax,y1=0.75×ymax,y2=0.85×ymax,y3=0.95×ymax,ymax為根據橋梁設計圖紙得到的球鉸混凝土的極限應力; 步驟六:計算各個轉動速度下易損性概率 通過步驟五得到的轉動體系損傷評定指標,分別計算轉動體系各個損傷狀態下的概率: P1 i、和依次為轉動體系無損傷狀態、轉動體系輕微損傷狀態、轉動體系中等損傷狀態、轉動體系嚴重損傷狀態和轉動體系完全損傷狀態對應的概率。
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