恭喜西南交通大学赵灿晖获国家专利权
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龙图腾网恭喜西南交通大学申请的专利一种铁路梁式桥抗震韧性评价方法及系统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:CN119623215B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29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:202510163175.2,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种铁路梁式桥抗震韧性评价方法及系统是由赵灿晖;康炜;尹伟涛;卢皓;周涌昊;梁晋豪;曾豪;成鹏举;刘燚华设计研发完成,并于2025-02-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种铁路梁式桥抗震韧性评价方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开一种铁路梁式桥抗震韧性评价方法及系统,涉及桥梁工程结构技术领域,解决现有技术缺乏适用于铁路桥梁的抗震韧性评价方法的技术问题;本发明包括建立全桥非线性有限元模型进行易损性分析;根据易损性结果,采用损伤概率加权量化构件损伤状态及通行功能损伤状态;确定震后修复时间及功能恢复值,得到震后桥梁通行功能恢复曲线,最终获取桥梁的韧性指数并将桥梁功能状态划分为三等级;本发明提出了对铁路梁式桥“桥梁设计参数‑非线性时程分析‑概率地震需求模型‑易损性分析‑通行功能恢复‑韧性指数‑抗震韧性三等级”全过程解决方案,给震前设计及震后应急修复决策提供参考。
本发明授权一种铁路梁式桥抗震韧性评价方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种铁路梁式桥抗震韧性评价方法,其特征在于,包括:步骤1:建立全桥非线性有限元模型模拟输出桥梁关键构件地震响应,基于桥梁关键构件地震响应和梁-轨道变形映射关系,计算轨向不平顺V,桥梁关键构件包括桥墩、支座和轨道;步骤2:依据地震波的桥墩分析结果建立地震动强度和桥墩曲率延性系数对数散点图,依据地震波的支座分析结果,建立地震动强度和支座位移对数散点图,依据地震波的轨向不平顺分析结果,建立地震动强度和轨向不平顺V对数散点图,将前述三种散点图进行线性回归建立各个桥梁关键构件的响应概率地震需求模型;步骤3:结合桥梁关键构件的响应概率地震需求模型计算桥梁关键构件不同损伤状态下的损伤超越概率,基于能力阈值分别归一化桥梁关键构件的损伤率阈值;基于损伤超越概率和损伤率阈值加权计算桥梁支座QLB、桥墩损伤率QLP和桥梁通行功能损失QL,建立桥梁关键构件不同地震动强度下的损失演化曲线;步骤4:根据通行功能损失QL获取震后桥梁通行功能残余Qr、计算震后构件修复时间Trej;计算各个桥梁关键构件完全修复后的通行功能值Qr1、Qr2和Qr3,最后建立震后通行功能恢复曲线;步骤5:计算桥梁抗震韧性指数,再基于不同地震动强度下各个桥梁关键构件的损失演化曲线以及震后通行功能恢复曲线分别得到支座、桥墩达到完全破坏等级的最小地震动强度和轨道达到轻微损伤等级和完全破坏等级的最小地震动强度;基于地震动强度-抗震韧性指数曲线确定桥梁抗震韧性三个等级的边界值为:正常通行、限速通行和结构安全;所述步骤3包括:步骤3.1:将各个桥梁关键构件的损伤状态分为无损伤、轻微损伤、中等损伤、严重损伤和完全破坏5个等级并确定相应控制指标,桥墩的控制指标参数包括纵向钢筋应变、混凝土应变,支座的控制指标参数包括支座位移,轨道的控制指标参数为轨向不平顺;步骤3.2:进行易损性分析,计算损伤超越概率如式(4)-(5)所示; ,式中,P为损伤超越概率,Sc为结构构件抗震能力均值;为构件抗震能力对数标准差;为构件地震响应对数标准差;EDPi为第i条地震波作用下的地震响应;N为输入地震波的数量;IM为地震动强度;EDP为地震响应;a,b为概率地震需求模型回归参数;步骤3.3:计算各个桥梁关键构件的损伤率阈值L1i、L2i、L3i,式(6)-(8)依次对应支座、桥墩和轨道; ,式中:Dc为支座允许地震位移;Di为支座第i个损伤状态的支座变形阈值;μi为桥墩第i个损伤状态的截面曲率延性系数;Vd_max为线路设计最大速度,Vmin为线路设计速度;Vr震后残余通行速度,为完全破坏的延性系数阈值;步骤3.4:采用损伤超越概率加权计算支座QLB、桥墩性能损失QLP及桥梁通行功能损失QL,计算参考式(9)~(12); ,式中:Pfi表示损伤超越概率函数;PDS1、PDS2、PDS3、PDS4分别对应轻微损伤、中等损伤、严重损伤、完全破坏超越概率;步骤3.5:在给定地震动强度下,当QL超过对应损伤状态的阈值Li(i=1,2,3)则判定达到对应的损伤状态;所述步骤4包括:步骤4.1:计算震后通行功能残余Qr; ,步骤4.2:计算震后支座、桥墩和轨道修复时间; ,式中,表示损伤超越概率函数,Ti为构件达到第i个损伤状态所需要的修复时间;步骤4.3:计算桥墩、支座和轨道完全修复后的通行功能值Qr1、Qr2和Qr3; ,步骤4.4:建立震后桥梁通行功能恢复曲线; ,式中,Q(t)为功能恢复函数,t代表震后时间,t0是修复开始时间;t1是第一类构件修复完成时间,t2是第二类构件修复完成时间,t3是第三类构件修复完成时间。
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