[发明专利]一种大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法

权利要求书

1.一种大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采集桥梁基本信息，所述桥梁基本信息包括桥梁结构设计参数信息、设计荷载信息以及旧桥综合折减系数，所述综合折减系数包括检算系数Z₁、恶化系数ξ_e和截面折减系数ξ_c；

2)采集大件车辆轴载信息，包括大件车辆车轴纵向布置信息，车轮横向布置信息以及轴载信息；

3)根据桥梁结构设计参数信息确定简支梁横向分布正则方程，得到简支梁桥各块板梁横向分布影响线；

4)根据桥涵设计规范确定各截面简支梁桥沿桥长方向剪力影响线及弯矩影响线分布函数；

5)根据步骤(4)中的横向分布影响线分布函数确定设计车道荷载作用下每块板的横向分布系数值，根据纵桥向剪力及弯矩影响线分布情况计算设计车道荷载各截面最不利加载位置，从而确定设计车道荷载作用下桥面板各截面的弯矩及剪力值f_DM(y)、f_DV(y)，根据各块板的设计车道荷载作用下横向分布系数值确定每块板各截面在设计车道荷载作用下弯矩值及剪力值

6)以大件车辆车头前部中心点为基点确定大件车辆荷载于桥面板坐标(x,y),根据大件车所在坐标位置及步骤(4)中的横向分布影响线确定大件车辆荷载作用下各块板的横向分布系数值m_n(x)；并根据步骤(5)中纵向剪力及弯矩影响线分布情况确定大件车辆荷载作用下桥面板各截面所受到弯矩及剪力值f_SM(y)与f_SV(y)，根据大件车辆荷载作用下各块板的横向分布系数值确定每块板各截面在大件车辆荷载作用下弯矩值及剪力值

7)确定变量信息及目标函数：根据大件车辆在桥梁上的坐标(x,y)确定目标函数变量，分别构建简支梁桥各块板各截面在大件车辆荷载作用下及桥梁设计车道荷载作用下的弯矩及剪力值之差的目标函数，即

8)确定主梁关键截面位置，采用鱼群算法寻找在目标函数变量范围内各块板梁关键截面在定义区间及最大值，并分别判断各截面是否均小于等于0，若是则大件车辆可通过，否则不能通过。

2.根据权利要求1所述的大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法，其特征在于，所述步骤4)中桥涵设计规范包括《桥涵设计通用规范》JTG D60-2015及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018。

3.根据权利要求1所述的大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法，其特征在于，所述步骤5)中各截面弯矩值及剪力值表示如下：

式中，为第n块板梁在截面y处设计车道荷载产生的剪力效应值；

为第n块板梁在截面y处设计车道荷载产生的弯矩效应值；

Z₁为旧桥检算系数；ξ_e为旧桥恶化系数；ξ_c为旧桥截面折减系数；

及为根据桥涵设计规范获取的设计车道荷载作用下简支梁桥各块板梁沿着桥长方向剪力及弯矩分布值。

4.根据权利要求1所述的大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法，其特征在于，所述步骤6)中根据大件车辆纵向轴载布置情况确定其剪力及弯矩作用效应值f_SV(y)及f_SM(y)，各块板的剪力值及弯矩值表达式如下：

式中：为大件车辆位于车道板横向位置x时，截面y处的剪力效应值；

为大件车辆位于车道板横向位置x时，截面y处的弯矩效应值；

m_n(x)为大件车辆位于车道板横向位置x时，第n块板梁的横向分布系数值。

5.根据权利要求1所述的大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法，其特征在于，所述步骤8)中主梁关键截面位置包括位于0、1/8L、2/8L、3/8L、4/8L、5/8L、6/8L、7/8L、L位置截面。

6.根据权利要求1所述的大件车辆通过简支梁桥可行性判断方法，其特征在于，所述步骤8)中采用鱼群算法寻找在目标函数变量范围内各块板梁关键截面在定义区间及最大值，具体步骤如下：

8.1)设置鱼群算法参数初始值，包括鱼群规模N、迭代次数n及各迭代次数下的尝试次数m、视野范围Visual、移动步距Step、拥挤因子δ；根据大件车辆在桥面板的行驶空间确定参数定义域(x,y)∈[VLB,VUB]；

8.2)初始化参数值(x,y)，分别计算各鱼群坐标对应的目标函数适应度值，并找初始参数值对应下的全局最优解，并记录在公告板中；

8.3)进入鱼群算法迭代过程，分别执行每代下鱼群的聚群行为、追尾行为以及随机游动行为，找到当前代数下新产生的全局最大值，将当前代数的值更新到公告板中；

8.4)直到迭代到预设次数，第n块板梁截面A目标函数收敛到一个最大值结束鱼群算法的迭代过程；

8.5)用鱼群算法分别得到各块板梁所有关键截面以剪力为标准的目标函数最大值以及得到各块板梁有关键截面以弯矩为标准的目标函数最大值时，判断是否满足以下式子：

若同时满足以上两个式子，表明大件车通过桥面板的任意位置，都能满足对桥梁的弯矩及剪力作用效应值小于设计车道荷载对桥梁的作用效应值，则大件车可顺利通过桥梁，若以上两个式子有一个不满足，则大件车辆通过桥梁存在安全隐患。