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申请/专利权人：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司

摘要：本发明涉及桥梁工程设计技术领域，公开了基于可靠度评价的简支梁桥智能设计方法、终端及介质。该设计方法先建立简支梁桥设计图的数据集；根据用户输入的设计需求计算数据集中所有样本的权重系数向量；根据数据集和权重系数向量预测符合设计需求的计算设计向量，并对所述计算设计向量进行修正以得到基础设计向量；然后判断基础设计向量是否通过可靠度评价，包括抗弯承载力评价、抗剪承载力评价、抗裂性能评价和抗挠评价；对未通过可靠度评价的基础设计向量进行调参处理以获得更新的基础设计向量并重新评价。本发明确保了桥梁结构的安全性、经济性和合理性，从而提升简支梁桥的设计效率。

主权项：1.基于可靠度评价的简支梁桥智能设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.建立简支梁桥设计图的数据集，该数据集包括多个样本，每个样本为一套桥梁结构设计施工图中的多个设计参数所组成的数据向量；S2.根据用户输入的设计需求，计算数据集中每个样本相对于所述设计需求的权重系数，以所有样本的权重系数构成权重系数向量；S3.根据所述数据集和所述权重系数向量预测符合设计需求的计算设计向量，并对所述计算设计向量进行修正以得到基础设计向量；步骤S3中，基础设计向量Xs的表达公式为： 式中，L0表示用户输入的桥梁设计跨径；n为数据集的样本总数，i∈[1,n]；θi表示第i个样本相对于所述设计需求的权重系数；m为设计参数的种类数量；xi1、xi2、…、xim依次表示第i个样本中的第1、2、…、m个设计参数；上标T为转置符号；S4.判断所述基础设计向量是否通过可靠度评价；所述可靠度评价包括四项评价：抗弯承载力评价、抗剪承载力评价、抗裂性能评价和抗挠评价；若任意一项或多项评价不满足要求则视为不通过可靠度评价，并执行步骤S5；步骤S4包括以下具体步骤：S41.根据基础设计向量Xs计算出桥梁单位长度恒载gw： 式中，area·为求桥梁横截面面积的映射函数；γcon为钢筋混凝土的等效容重值；为恒载放大系数；S42.根据基础设计向量Xs计算出桥梁的设计单车道汽车活载均布值qw和集中荷载值Pw： 式中，btop·为求桥梁顶板宽度的映射函数；为数学取整运算符，取整运算结果为不大于被运算数的最大整数值；qw1和Pw1分别为预先确定的满足用户设计需求的单车道汽车活载均布值和集中荷载值；S43.分别计算桥梁在恒载和活载作用下的跨中最大弯矩处弯矩效应基本组合值Msd、最大剪力效应基本组合值Vsd和混凝土最大法向拉应力频域组合值σst，以及桥梁在汽车活载频域组合作用下的跨中最大挠度值f；Msd、Vsd、σst和f的计算公式依次为：Msd＝γ0[0.1251.2gw+1.4qwL02+0.35PwL0]；Vsd＝γ0[0.51.2gw+1.4qwL0+1.4Pw]； 式中，γ0为根据设计安全等级确定的桥梁结构重要性系数；rig·为求桥梁抗弯刚度的映射函数；ηθ为挠度长期增长系数，C为混凝土等级；Ec为混凝土的弹性模量，Ec＝elasticXs，elastic·为求桥梁混凝土弹性模量的映射函数；I0为桥梁截面惯性矩，I0＝inertiaXs，inertia·为求桥梁截面惯性矩的映射函数；S44.根据规范计算得到基础设计向量Xs所描述桥梁的抗弯承载力MRXs、抗剪承载力剪力VRXs、混凝土法向允许拉应力[σ]Xs，从而计算抗弯承载力安全评价系数k1、抗剪承载力安全评价系数k2、抗裂安全评价系数k3、抗挠安全评价系数k4，并根据各项安全评价系数组成安全评价向量K＝k1,k2,k3,k4T；其中，当四项安全评价系数均不小于1时，判定所述基础设计向量通过可靠度评价；当任意一项或多项安全评价系数小于1时，判定所述基础设计向量不通过可靠度评价；S5.对未通过可靠度评价的基础设计向量进行调参处理以获得更新的基础设计向量，并返回步骤S4重新进行可靠度评价，直至更新的基础设计向量通过可靠度评价；步骤S5中，对未通过可靠度评价的基础设计向量进行调参处理包括以下具体步骤：S51.设定设计参数的单位变化率δ0；S52.依次计算基础设计向量Xs除首项设计参数即桥梁设计跨径之外，其余设计参数在单位变化率δ0的增值下四项安全评价系数的变化率δK，并形成安全影响矩阵A0，表达式如下： 式中，t∈[1,4]，j∈[1,m]；kt为第t项安全评价系数，ktj为第j个设计参数在单位变化率δ0的增值后的第t项安全评价系数；δKtj为第t项安全评价系数随第j个设计参数的从动变化率；atj为第j个设计参数在单位变化率δ0的增值下第t项安全评价系数kt的变化率；S53.计算四项评价的安全需求系数，从而形成安全需求向量计算公式为： 式中，为第t项评价的安全需求系数；S54.对安全需求向量进行归一化处理，计算每项安全需求系数的归一化系数并形成归一后的安全需求向量计算公式为： S55.计算考虑安全需求的修正安全影响矩阵A1： S56.计算调参评估向量Λ，S57.结合调参评估向量Λ和矩阵A1，筛选出基础设计向量Xs中的优先调整参数，从而对所述优先调整参数进行调整。

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