西南交通大学勾红叶获国家专利权
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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种拱桥温致变形与轨面几何形态的映射模型构建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:CN115544615B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05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:202211160451.2,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种拱桥温致变形与轨面几何形态的映射模型构建方法是由勾红叶;刘畅;王君明;赵天祺;谭庄;李文昊;彭烨;杨浩哲设计研发完成,并于2022-09-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种拱桥温致变形与轨面几何形态的映射模型构建方法在说明书摘要公布了:本发明提出了一种拱桥温致变形与轨面几何形态的映射模型构建方法,通过该方法建立的拱桥竖向温致变形与CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨面几何形态映射模型,分析温度作用下轨面几何形态特征十分快速便捷,只需输入拱桥整体升降温幅值和拱上连续梁温度梯度模式,即可计算出温度荷载作用下大跨拱桥发生竖向温致变形时的无砟轨道轨面几何形态,不需要进行复杂的有限元模型计算,可大幅缩短建模时间、提高模型求解效率,且能够更好地阐明关键参数对轨面几何形态的影响,具有较好的推广价值。
本发明授权一种拱桥温致变形与轨面几何形态的映射模型构建方法在权利要求书中公布了:1.一种拱桥温致变形与轨面几何形态的映射模型构建方法,所述拱桥包括由下向上依次设置的拱圈、拱上梁体、道床板和钢轨,钢轨通过扣件与道床板连接,其特征在于,其构建方法具体包括以下步骤: 步骤S101,根据现场实测或通过拟定得到拱圈整体升降温幅值和拱上连续钢-混凝土组合梁竖向温度梯度模式; 步骤S102,分别建立拱圈、拱上梁体、道床板和钢轨的整体直角坐标系; 步骤S103,建立钢轨变形矩阵Wr,将计算范围内所有扣件位置处钢轨变形整理为矩阵形式:Wr=CrPf,式中,Wr为计算范围内所有扣件位置处的钢轨变形矩阵,Cr为扣件力对钢轨变形的影响矩阵,Pf为扣件力矩阵; 步骤S104,建立局部道床板变形矩阵Wsm,将第m块道床板所有扣件位置处道床板变形整理为矩阵形式: Wsm=Bsm+CsmPfm, 式中,Wsm为第m块道床板上所有扣件位置处的道床板变形矩阵;Bsm为拱上梁体变形对第m块道床板变形的影响矩阵;Csm为扣件力对第m块道床板变形的影响矩阵;Pfm为第m块道床板上的扣件力矩阵; 步骤S105,将局部道床板变形矩阵Wsm拓展至计算范围内的MN块道床板上的全部扣件,得到拓展的道床板变形矩阵 Ws=Bs+CsPf, 其中,Ws为MN块道床板上所有扣件位置处的道床板变形矩阵;Bs为拱上梁体变形对MN块道床板变形的影响矩阵;Cs为扣件力对MN块道床板变形的影响矩阵;Pf为扣件力矩阵; 步骤S106,对拱上连续钢-混凝土组合梁在任意竖向温度梯度荷载作用下的温致变形进行分析,得到拱上连续钢-混凝土组合梁在非线性温度梯度作用下的竖向变形方程wT; 步骤S107,建立整体升降温作用下的无铰拱分析模型,采用弹性理论对拱圈进行经典分析,以确定拱圈任意截面上的弯矩Mg和轴力Ng; 步骤S108,将拱圈任意截面上的弯矩Mg和轴力Ng代入整体升降温作用下拱圈的挠曲线微分方程,并对其进行积分,获得整体升降温作用下拱圈的竖向变形方程wg; 步骤S109,基于桥梁结构变形协调分析法将拱圈温致变形以连续梁支座位置处强制位移的形式传递至拱上梁体,求解冗余支反力,确定得到发生强制位移时拱上连续钢-混凝土组合梁的竖向变形方程wv; 步骤S110,将步骤S106中拱上连续钢-混凝土组合梁在非线性温度梯度作用下的竖向变形方程wT与步骤S109中拱上连续钢-混凝土组合梁发生强制位移时的竖向变形方程wv叠加,确定温度作用下的拱桥总体温致变形量,并用拱桥温致变形函数wy描述大跨拱桥发生温致变形时的桥面线形,得到wy=wT+wv; 步骤S111,根据扣件力与钢轨和道床板之间的变形,将钢轨变形矩阵表示为: Wr=kfCrE+Cs-Cr-1Bs, 式中,E为单位矩阵;Cs为扣件力对道床板变形的影响矩阵;kf为扣件竖向刚度; 步骤S112,将拱桥温致变形函数wy输入拱上梁体变形对道床板变形的影响矩阵Bs,与拱上梁体竖向变形替换,实现将拱桥温致变形映射至轨面。
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