恭喜大连理工大学杨东辉获国家专利权
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龙图腾网恭喜大连理工大学申请的专利一种面向整体式箱梁桥承载能力的快速测试评定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115470677B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211199729.7,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种面向整体式箱梁桥承载能力的快速测试评定方法是由杨东辉;周鸿;伊廷华;李宏男设计研发完成,并于2022-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向整体式箱梁桥承载能力的快速测试评定方法在说明书摘要公布了:本发明属于结构安全性检测技术领域,公开了一种面向整体式箱梁桥承载能力的快速测试评定方法,对箱梁桥进行快速静动力测试;获取箱梁桥承载力评定基准有限元模型;基于基准模型进行结构承载能力评定。本发明利用移动荷载快速过桥,实现了对桥梁结构准影响系数及动力特性的快速测试获取,有效地解决了传统荷载实验成本高、时间长的问题。使用模型修正技术获取了桥梁承载能力评定基准有限元模型,使得该模型能同时匹配实际桥梁的整体和局部动静力特征,弥补了单一目标函数优化结果失真的问题。此外,提出的承载能力评定方法能够考虑不同受力构件承载能力的差异性,解决了传统检算系数容易导致不同构件承载力评定结果一致性差的问题。
本发明授权一种面向整体式箱梁桥承载能力的快速测试评定方法在权利要求书中公布了:1.一种面向整体式箱梁桥承载能力的快速测试评定方法,其特征在于,步骤如下:步骤1.箱梁桥快速静动力试验1.1移动荷载试验获取准影响系数1.2动力试验获取结构动力特征步骤2.箱梁桥评定模型获取2.1箱梁桥建模方法桥梁的有限元模型使用板壳单元建立,箱梁截面腹板、顶板和底板均由与构件实际厚度相同的板壳单元建立;使用弹簧单元在桥梁支座处添加附加刚度,以考虑桥梁支座约束条件非理想简支的情况;2.2桥梁有限元模型修正目标函数建立桥梁初始有限元模型与实际桥梁结构存在差异,需要建立模型优化目标函数,通过模型修正的方式获取与实际结构相符的有限元模型;桥梁初始有限元模型参数优化的目标函数由三部分组成,分别为应变、频率与振型目标函数;依据主梁底板轴向力相等的原则建立多测点应变目标函数;箱梁的应变与横向位置之间呈三次函数关系,将测点获得的应变按照三次函数拟合获得整个底板的应变分布;对应变积分即获得底板轴向力T,如式1:Tyj=E·t·∫εx,yjdx1其中:E为主梁底板弹性模量;t为底板的厚度;x为底板应变点沿横桥向的位置坐标;yj为对应变数据第j次采样时对应的试验车辆沿纵桥向的行驶位置坐标;εx,yj表示随试验车辆纵桥向位置与箱梁底板横桥向位置变化的底板应变;因此,建立应变目标函数F1如下式所示: 其中:m为试验车辆过桥的次数;n为试验车辆一次过桥时间段内应变的总的采样次数;αi为试验车辆第j次过桥对应权重系数,权重系数取为1;Tie与Tia分别为主梁底板轴向力的测量值与理论计算值;频率目标函数F2与振型目标函数F3如下所示: 其中,k是参与模型修正的桥梁结构模态频率的阶数;fie和fia分别是结构第i阶频率的测量值和理论计算值;Φie和Φia分别是第i阶振型向量的测量值和理论计算值;β和γ是权重系数,权重系数取为1;各响应目标函数组合时采用归一化的方式进行组合,即权重因子设定为各目标函数初始值的倒数,最终组合后的桥梁有限元模型修正目标函数如式6所示: 其中,Fi,0是修正前桥梁有限元模型对应目标函数Fi的初始值;2.3用于箱梁桥承载力评定的有限元模型修正桥梁有限元模型修正前需要确定优化参数,参数的确定方法为灵敏度分析法,选定材料密度、弹性模量、桥面铺装厚度、支座的附加刚度作为备选优化参数,根据灵敏度分析结果最终确定优化参数;灵敏度分析的公式如下: 其中,Fθ为根据公式6确定的目标函数;θi为桥梁备选优化参数的第i个样本点,Δθ=1%·θ,θ1与θ2为优化参数的上下限;优化参数的上下限根据优化参数可能变动的范围进行选取;支座附加刚度作为必选优化参数,其取值范围呈指数变化,导致灵敏度相较于其他参数显得很小;因此,单独对不同支座附加刚度分组进行灵敏度比较;优化参数选择完成后,使用Rosenbrock算法对目标函数进行优化,缩小桥梁有限元模型与实际结构之间的误差;执行上述优化算法后获取与实际桥梁结构相符较好的桥梁结构有限元模型,即用于后续的桥梁承载能力评定;步骤3.箱梁桥承载力评定。
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