[发明专利]一种减隔震支座的设计方法及系统

权利要求书

1.一种减隔震支座的设计方法，其特征在于，包括：

构建铁路桥梁的第一有限元模型，将减隔震支座的设计参数代入其中进行非线性时程分析，得到不同地震工况下减隔震支座的内力-位移变形关系；

分别根据各个地震工况下减隔震支座的内力-位移变形关系进行处理，得到相应工况下减隔震支座的等效线性刚度；

构建车桥耦合振动分析的第二有限元模型，将不同地震工况下减隔震支座的等效线性刚度代入其中进行进行车桥动力分析，得到不同地震工况下的车桥响应结果；

判断所述车桥响应结果是否符合管控目标，若是，则输出所述设计参数；若否，则更新所述设计参数。

2.如权利要求1所述的减隔震支座的设计方法，其特征在于，所述方法还包括：

构建铁路桥梁的第一有限元模型，进行反应谱分析，确定减隔震支座的设计参数；

构建铁路桥梁的第一有限元模型时，采用边界非线性模拟减隔震支座的结构；

所述设计参数包括屈前刚度、屈后刚度、屈服力和地震最大设计位移。

3.如权利要求1所述的减隔震支座的设计方法，其特征在于，所述将减隔震支座的设计参数代入其中进行非线性时程分析，得到不同地震工况下减隔震支座的内力-位移变形关系，具体包括：

根据预设指标参数选取一地震时程波；

基于该地震时程波和一组预设调整系数，得到一组具有不同加速度峰值的地震时程波组合；

将减隔震支座的设计参数代入第一有限元模型，并利用地震时程波组合进行非线性时程分析，得到不同地震工况下减隔震支座的内力-位移变形关系。

4.如权利要求3所述的减隔震支座的设计方法，其特征在于，所述预设指标参数包括铁路桥梁场地类别、特征周期、以及基本地震动峰值加速度。

5.如权利要求1所述的减隔震支座的设计方法，其特征在于，所述减隔震支座的等效线性刚度采用下述公式计算得到：

其中，

K_等效表示在相应地震工况下，减隔震支座的等效线性刚度；

F_工况表示在相应地震工况下，减隔震支座的内力；

D_工况表示在相应地震工况下，减隔震支座的位移。

6.如权利要求1所述的减隔震支座的设计方法，其特征在于，所述第二有限元模型包含车辆子系统、轨道子系统和桥梁子系统；

车辆子系统和轨道子系统具有轮轨相互作用力，轨道子系统和桥梁子系统具有桥轨相互作用力；

所述的桥梁子系统包含桥梁上部结构、桥梁下部结构和桥梁支座结构，桥梁上部结构和桥梁下部结构之间通过桥梁支座结构进行连接，当桥梁支座为减隔震支座时，按等效线性刚度模拟。

7.如权利要求1所述的减隔震支座的设计方法，其特征在于，所述管控目标包括不同小震管控目标、中震管控目标、以及大震管控目标；

所述管控目标均包括行车安全性要求和舒适性指标要求，所述行车安全性要求包括脱轨系数和轮重减载率指标，所述舒适性指标要求包括加速度和斯佩林指标。

8.一种减隔震支座的设计系统，其特征在于，包括：

第一分析模块，其用于构建铁路桥梁的第一有限元模型，将减隔震支座的设计参数代入其中进行非线性时程分析，得到不同地震工况下减隔震支座的内力-位移变形关系；

第二分析模块，其用于分别根据各个地震工况下减隔震支座的内力-位移变形关系进行处理，得到相应工况下减隔震支座的等效线性刚度；

第三分析模块，其用于构建车桥耦合振动分析的第二有限元模型，将不同地震工况下减隔震支座的等效线性刚度代入其中进行进行车桥动力分析，得到不同地震工况下的车桥响应结果；判断所述车桥响应结果是否符合管控目标，若是，则输出所述设计参数；若否，则更新所述设计参数。