(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211409020.5 (22)申请日 2022.11.11 (71)申请人 广西大学 地址 530005 广西壮 族自治区南宁市西乡 塘区大学东路10 0号 (72)发明人 杨涛　李春华　郝天之　陈明宇　 龙夏毅　陈齐风　宁杰钧　陈啸铭　 (74)专利代理 机构 广西中知华誉知识产权代理 有限公司 45140 专利代理师 吴震辉 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) E01D 4/00(2006.01) E01D 22/00(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 上承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法 (57)摘要 本发明涉及上承式拱桥加固技术领域， 其具 体公开了上承式拱桥拱脚加 固的拉索截面确定 方法， 包括以下步骤： (1)分别建立原拱结构的受 力模型和设置拉索后的加固结构受力模型； (2) 获取原拱结构受力模型与加 固结构受力模型的 拱脚负弯矩最不利荷载位置， 并施加相同的载 荷； (3)推导出原拱结构受力模型以及加固结构 受力模型的拱脚弯矩表达式； (4)拟合出拱脚负 弯矩减小幅度y关于刚度比t的表达式y(t)； (5) 利用拱脚截面抗弯承载力下 降的幅度与设置拉 索后拱脚 负弯矩减小幅度建立关系。 本发明的上 承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法， 在确保 达到良好加固效果的前提下， 减少拉索材料的浪 费， 达到节约建造成本的目的。 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 115525958 A 2022.12.27 CN 115525958 A 1.上承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)分别建立原拱 结构的受力模型和设置拉索后的加固结构的受力模型； (2)获取上述两个拱桥受力模型的拱脚负弯矩 的最不利荷载位置， 并分别在两个拱桥 受力模型的最 不利荷载位置施加相同的集中荷载； (3)利用结构力学的力法原理推导出原拱结构受力模型的拱脚弯矩表达式， 以及加固 结构受力模型的拱脚弯 矩表达式； (4)设置刚度比t＝(EA)索/(EA)拱肋的不同变量值， 采用加固前后的拱脚负弯矩比值作为 弯矩变化表征量， 拟合出拱脚负弯矩减小幅度y关于刚度比t的表达式y＝ ‑1.7734t2+ 1.3823t+0.0 352； (5)分析拱脚 截面未开裂时抗弯承载力M1、 开裂后抗弯承载力M2以及刚度比t的关系， 建 立关系： 求出满足承载力要求刚度比t的范 围， 并根据所选拉索的材 料属性确定出相应的索截面 面积。 2.根据权利要求1所述的上承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法， 其特征在于， 通过 Midas Civil软件的移动荷载模块模拟出原拱结构和加固结构的拱脚弯矩影响线曲线， 以 确定出拱桥受力模型 拱脚负弯 矩的最不利荷载位置和均布荷载加载区间。 3.根据权利要求1所述的上承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法， 其特征在于， 在原 拱结构受力模型的最不利荷载位置xF处施加集中载荷F， 利用叠加原理分别对正对称荷载 和反对称荷载两者的内力进行叠加， 满足力法典型 方程： 式中： X1、 X2、 X3分别为拱顶截面处的弯矩、 轴力、 剪力； 系数δij为单位未知力 单独作用时引起的沿Xi方向的位移； 自由项ΔiF为荷载F单独作用 时 引起的 沿 Xi方向的 位 移 ， 推导出 原拱结 构受 力模型的 拱 脚弯矩表达式 ： 式中： F为集中荷载， xF为集中荷载横坐 标， l、 f、 ys分别拱跨径、 拱矢高和弹性中心纵坐标。 4.根据权利要求1所述的上承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法， 其特征在于， 在加 固结构受力模型的最不利荷载位置xF处施加集中载荷F， 利用叠加原理分别对正对称荷载 和反对称荷载两者的内力进行叠加， 满足力法典型 方程： 式中： X1、 X2、 X3、 X4分别为拱顶截面处的弯矩、 轴力、 剪力以及拉索轴力； 系数δij为单位未知力 单独作用时引起的沿Xi方向的位移； 自权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115525958 A 2由项ΔiF为荷载F单独作用时引起的沿Xi方向的位移， 推导出加固结构受力模型的拱脚弯矩 表达式： 式中： F为集中荷载， xF为 集中荷载横坐标， l、 f、 ys分别拱跨径、 拱矢高和弹性中心纵坐标。 5.根据权利要求1所述的上承式拱桥拱脚加固的拉索截面确定方法， 其特征在于， 分别 建立原拱结构和加固结构的有限元模型， 并在两有限元模型和两受力模型的拱脚负弯矩的 最不利荷载位置施加相同的集中荷载， 将两有限元模型拱脚弯矩输出结果与对应的两受力 模型中计算得到的拱脚弯矩计算结果进行分别对比， 计算有限元模型的输出结果与受力模 型计算结果的差值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115525958 A 3