列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115292997A(43)申请公布日2022.11.04(21)申请号202210915366.6(22)申请日2022.07.29(71)申请人中铁大桥勘测设计院集团有限公司地址430056湖北省武汉市武汉经济技术开发区博学路8号(72)发明人苑仁安陈宇韩若愚汪珍霍学晋杨明芳许磊平(74)专利代理机构武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)42225专利代理师余浩(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)G06F119/14(2020.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法及装置(57)摘要本发明涉及列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法及装置，方法包括步骤：根据桥梁信息建立有限元模型并基于所述有限元模型确定移动单位力作用下梁端位移影响数值曲线，所述梁端位移影响数值曲线反映梁端处纵向位移与移动单位力所在桥梁位置的关系；根据列车的物理信息和所述梁端位移影响数值曲线确定所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移；根据桥梁结构自身的动力学行为确定桥梁的纵桥向恢复力刚度和等效质量；基于所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移、所述纵桥向恢复力刚度和等效质量建立考虑支座摩阻效应的平衡位移方程并基于所述平衡位移方程求解梁端纵向位移。可以提高梁端纵向位移计算的精准度和效率。CN115292997ACN115292997A权利要求书1/3页1.一种列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法，其特征在于，其包括步骤：根据桥梁信息建立有限元模型并基于所述有限元模型确定移动单位力作用下梁端位移影响数值曲线，所述梁端位移影响数值曲线反映梁端处纵向位移与移动单位力所在桥梁位置的关系；根据列车的物理信息和所述梁端位移影响数值曲线确定所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移；根据桥梁结构自身的动力学行为确定桥梁的纵桥向恢复力刚度和等效质量；基于所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移、所述纵桥向恢复力刚度和等效质量建立考虑支座摩阻效应的平衡位移方程并基于所述平衡位移方程求解梁端纵向位移。2.如权利要求1所述的一种列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法，其特征在于，所述列车的物理信息包括：列车的长度、列车的均布荷载、列车的行驶速度以及列车的行驶时刻；所述根据列车的物理信息和所述梁端位移影响数值曲线确定所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移，包括步骤：基于第一公式获取所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移，所述第一公式包括：其中，D(t)为列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移，l为列车的长度，t为列车的行驶时刻，q为动荷载的均布荷载，L为桥梁的长度，v为列车的行驶速度，y(t)为梁端位移影响数值曲线。3.如权利要求2所述的一种列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法，其特征在于，所述根据桥梁结构自身的动力学行为确定桥梁的纵桥向恢复力刚度和等效质量，包括步骤：基于所述有限元模型，在主梁上施加纵桥向力并记录主梁的纵桥向变形；通过模态分析确定第1阶纵桥向漂移的频率；基于所述纵桥向力、所述纵桥向变形以及所述第1阶纵桥向漂移的频率计算所述纵桥向恢复力刚度和等效质量。4.如权利要求3所述的一种列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法，其特征在于，所述基于所述纵桥向力、所述纵桥向变形以及所述第1阶纵桥向漂移的频率计算所述纵桥向恢复力刚度和等效质量，包括步骤：基于第二公式计算所述纵桥向恢复力刚度和等效质量，所述第二公式包括：K＝F/Δ,M＝K/ω2，其中，F为纵桥向力，Δ为纵桥向变形，ω为第1阶纵桥向漂移的频率，K为纵桥向恢复力刚度，M为等效质量。5.如权利要求4所述的一种列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算方法，其特征在于，所述基于所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移、所述纵桥向恢复力刚度和等效质量建立考虑支座摩阻效应的平衡位移方程，包括步骤：2CN115292997A权利要求书2/3页基于第三公式建立考虑支座摩阻效应的平衡位移方程，所述第三公式包括：其中，n为分布在桥墩和桥塔之间的支座数量，f为支座摩阻力，u为支座摩擦系数，Gi为第i个支座的竖向力，B(t)为待求的梁端纵向位移。6.一种列车作用下考虑支座摩阻的梁端位移计算装置，其特征在于，其包括：梁端静力位移确定模块，其用于：根据桥梁信息建立有限元模型并基于所述有限元模型确定移动单位力作用下梁端位移影响数值曲线，所述梁端位移影响数值曲线反映梁端处纵向位移与移动单位力所在桥梁位置的关系；根据列车的物理信息和所述梁端位移影响数值曲线确定所述列车在桥梁上移动时对应的梁端静力位移；梁端位移计算模块，其用于：根据桥梁结构自身的动力学行为确定桥梁的纵桥向恢复力刚度和等效质量；基于所述列车在