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龙图腾网获悉武汉理工大学申请的专利一种基于CDP模型的空腹式连续刚构桥开裂分析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：CN116384180B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202310238183.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种基于CDP模型的空腹式连续刚构桥开裂分析方法是由何雄君;魏丙岩;范诚;周明;王科迪;刘首颐;张思天;何振建;肖一楚;付胤达;王华逸设计研发完成，并于2023-03-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于CDP模型的空腹式连续刚构桥开裂分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于CDP模型的空腹式连续刚构桥开裂分析方法，利用空腹式连续刚构桥整体有限元模型，综合考虑温度作用、预应力损失、收缩徐变和施工过程中可能存在的初始缺陷对于桥梁结构内力的影响，找到该桥型存在开裂趋势的不利梁段。同时，基于损伤力学理论，通过MATLAB平台编写计算机程序，用能量损失法对CDP模型中的损伤因子进行计算，根据选择的应力应变曲线得到其余损伤参数。最后建立不利梁段的局部模型，使用整体模型中不利工况下的内力边界，模拟该梁段裂缝的产生以及扩展，得到其规律。对其设计、施工以及后期的维修都具有重要意义，可以更好地保证空腹式连续刚构桥正常、安全地运营。

本发明授权一种基于CDP模型的空腹式连续刚构桥开裂分析方法在权利要求书中公布了：1.一种基于CDP模型的空腹式连续刚构桥开裂分析方法,其特征在于，包括以下步骤： 一、针对某座空腹式连续刚构桥，使用有限元软件建立全桥模型;综合考虑温度作用、预应力损失以及收缩徐变效应因素和可能存在的初始缺陷对全桥结构应力的影响，通过合理修改整体模型中各项影响因素的取值，体现各影响因素对全桥结构应力的作用，并根据规范确定荷载工况，在各工况中找到最不利工况，即第一主应力结果最大的工况，根据计算结果确定出该桥存在开裂趋势的梁段； 二、基于损伤力学理论，需要得出主梁所采用的C55等级混凝土的CDP模型中的应力值、非弹性应变、开裂应变和损伤因子四个待定损伤参数；应力值、非弹性应变和开裂应变根据选择的应力应变曲线通过Excel表格中输入计算公式得出；损伤因子是最重要的损伤参数，通过MATLAB平台，基于能量损失法，编制计算机程序，得到C55等级混凝土受拉受压作用下的损伤因子，C55等级混凝土受拉作用和受压作用下损伤因子与应变的关系； 三、针对空腹式连续刚构桥中可能存在开裂趋势的梁段，根据圣维南原理，为了能够采用整体模型中的应力边界，建立的局部模型需要将范围扩大至具有开裂趋势梁段附近数米处；使用Revit软件建立几何模型，然后将几何模型导入Hypermesh软件中绘制单元网格，将几何模型转换成实体模型，将实体模型以部件形式导入有限元分析软件ABAQUS中，完成局部模型的建立； 四、从全桥模型提取出主拉应力结果最大的最不利工况下各不利梁段的轴力、剪力和弯矩，即应力边界；将提取出的应力边界作用在局部模型上，添加局部梁段自身所受荷载，即可模拟局部梁段在最不利工况下的应力情况；利用之前求出的损伤参数，采用CDP模型对不利梁段裂缝的产生以及扩展进行模拟；对有限元计算结果进行分析，即可得到空腹式连续刚构桥混凝土裂缝的产生及扩展规律； 具体步骤如下： S1、针对某座空腹式连续刚构桥通过Midas软件建立全桥整体模型，并通过整体模型确定出各因素综合作用下可能存在开裂趋势的不利梁段： S11、根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018对空腹式连续刚构桥正常使用极限状态下的荷载组合进行确定；后续采用上述荷载组合对全桥模型进行计算，根据应力情况分析不利梁段； S12、对施工阶段以及运营阶段的不利影响因素进行考虑，首先通过修改模型中管壁摩擦系数和管道偏差对摩擦的影响系数体现预应力损失的影响，选取=0.95、=0.0095；其次确定整体温度作用中的取值为升温28℃和降温20℃； S13、查看MidasCivil软件的输出结果，对主梁各位置的第一主应力即主拉应力进行分析，获得跨中梁段混凝土会发生开裂的工况； S2、基于损伤力学理论，选择规范中的混凝土受拉受压应力应变曲线，对曲线进行一定修正，使其满足CDP模型的要求，并通过MATLAB平台编制计算机程序，采取能量损失法对损伤因子进行计算，其余损伤参数通过Excel表格计算得到，求出C55等级混凝土CDP模型的各项损伤参数： S21、混凝土本构关系选择《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中的应力应变曲线；采用以下方式对规范中的应力应变曲线进行修正：在受拉作用下，应力应变曲线上升段取原点至峰值应力点的直线段，曲线下降段选取规范所给出的曲线段；在受压作用下，应力应变曲线上升段中应选择屈服点对规范所给曲线进行修正，受压屈服点选择0.6倍的极限应力，该点之后的曲线上升段和曲线下降段选取规范所给出的曲线段； S22、损伤参数中对数值模拟结果精确性影响最大的是损伤因子D，采用能量损失法对损伤因子进行计算；根据规范中的应力应变曲线、及对曲线的修正和C55等级混凝土的力学性能参数确定曲线，通过MATLAB平台编制计算机程序对曲线进行积分即可获得考虑弹性模量损失时的应变能密度，再计算相应差值和比例即可获得损伤因子；其余的损伤参数通过Excel表格编写计算公式计算得到； S23、计算得到的C55等级混凝土损伤参数； S3、对找到的空腹式连续刚构桥不利梁段，即跨中梁段进行局部模型的建立，作为后续局部裂缝分析的基础； S31、根据梁段的设计图纸，根据圣维南原理施加应力边界条件，在Revit软件中对应尺寸建立几何模型； S32、将建立的几何模型以几何形式导入Hypermesh网格划分软件中，将几何模型进行有限元网格的划分，为保证计算的效率和精确性，大部分单元划分为六面体单元；划分完网格后，完成了从几何模型到实体模型的转换，包含93180个单元，将实体模型以部件形式导入ABAQUS有限元分析软件中； S4、将整体模型中的应力边界作用于局部模型，并使用之前求出来的损伤参数对局部模型设置CDP模型，进行有限元模拟得到计算结果，对计算结果进行分析得到空腹式连续刚构桥的混凝土裂缝产生及扩展规律： S41、读取Midas软件中整体模型荷载组合为S13所述工况下的应力计算结果，局部模型边界上的内力结果；根据梁段设计图纸，通过CAD软件得到两个边界截面的形心，在形心处建立参考点，将上表中的各内力加到参考点上，再将梁段自身所受的荷载施加于局部模型中，即可模拟局部模型在全桥模型中的受力状态； S42、先将混凝土材料设置为弹性材料，加入弹性模量、泊松比和密度，即不使用CDP模型，将局部模型的计算结果与整体模型的计算结果进行对比；S43、在实体模型材料中加入混凝土塑性损伤，使用之前得到的C55等级混凝土损伤参数，即使用CDP模型对跨中梁段局部模型进行有限元模拟；查看结果中的受拉损伤因子变化情况。

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