(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 202210531087.X (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610000 四川省成 都市二环路北一段 111号 申请人 佛山市建盈发展 有限公司 　 佛山市交通科技有限公司 (72)发明人 张育智　孙迎春　赵灿晖　薛伟强　 梁桓玮　舒本安　刘志文　 (74)专利代理 机构 成都智言知识产权代理有限 公司 51282 专利代理师 蒋秀清 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01)E01D 11/04(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 宽幅组合-混合梁斜拉桥结合段试验模型设 计方法 (57)摘要 本发明属于土木工程技术领域， 涉及宽幅组 合‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 根 据有限元计算结果， 确定结合段范围内全截面上 应力最大区域为局部截面模型； 根据有限元计算 结果以局部截面模型内单元节点力积分方法获 得局部截面模 型加载内力； 考虑试验加载能力与 减小模型加工难度的原则下选定模型的几何相 似比； 以钢结构与混凝土结构交界面的滑移量服 从相似原理为原则确定剪力连接件的设计及布 置； 本发明采用原结构横向截取局部截面的方式 设计试验模型， 有效的减小了试验结构的宽度， 并且不改变截面上不同部分间的刚度比， 从而不 改变截面上各部分承担的荷载比例， 进而保证局 部截面模型 结构的受力特 征和原结构一 致。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114692284 A 2022.07.01 CN 114692284 A 1.宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段 试验模型设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 从全 截面模型中截取局部界面作为局部截面模型； 步骤2： 计算 步骤1中确定的局部截面模型的加载端截面形心应施加的内力； 步骤3： 确定局部截面缩尺试验 模型的几何相似比； 步骤4： 确定局部截面缩尺试验 模型的剪力连接件的型号以及剪力连接件的布置方式； 步骤5： 基于局部截面模型的加载端截面形心应施加的内力、 局部截面缩尺试验模型的 几何相似比、 剪力连接件的型号以及布置方式建立局部截面缩尺试验模型， 并基于局部截 面缩尺试验 模型验证与全 截面模型的应力状态的等效性。 2.根据权利要求1所述的宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 其特征在 于， 所述步骤1包括以下步骤： 步骤1.1： 基于圣维南原理的基础上， 建立包含混凝土箱梁边界段、 混凝土箱梁过渡段、 结合段、 组合梁过渡段及组合梁加载段在内的含钢 ‑混凝土组合梁与混凝土主梁的三维空 间有限元模型； 步骤1.2： 对构建的三维空间有限元模型施加与实际桥梁对应的等效边界约束， 在组合 梁加载段的端部截面形心 施加设计内力； 步骤1.3： 对三维空间有限元模型的计算结果进行分析， 考察与结合段相连的组合梁过 渡段主要受力构件的应力， 以主 要受力构件的应力最大的区域作为局部截面模型。 3.根据权利要求2所述的宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 其特征在 于， 所述主要受力构建包括： 组合梁的混凝土桥面板、 钢顶板及其隔板、 钢底板及其隔板、 中 腹板和边腹板 。 4.根据权利要求1所述的宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 其特征在 于， 所述步骤2包括以下步骤： 步骤2.1： 基于局部截面模型的计算结果选取组合梁加载端至承压板且不包含承压板 本身的范围内的单元及节点， 以组合梁与承压板的交界面换算截面形心为积分点进行积 分， 获得局部截面模型的结合梁与承压 板的交界面的内力； 步骤2.1： 局部截面模型的横桥向的两个边界截面处于自由状态， 在局部截面模型上施 加与全截面模型中对应的其余边界约束， 以局部截面模型的结合梁与承压板的交界面形心 处的内力等效为原则， 计算局部截面模型的加载端截面形心应施加的内力。 5.根据权利要求1所述的宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 其特征在 于， 所述步骤3包括以下步骤： 步骤3.1： 考虑加工难度及不产生过 大残余变形及残余应力， 钢板厚度最小不小于 6mm； 步骤3.2： 钢板间最小距离满足焊接所需要的尺寸要求； 步骤3.3： 考虑试验加载能力。 6.根据权利要求1所述的宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 其特征在 于， 所述步骤4包括以下步骤： 步骤4.1： 局部截面缩尺试验 模型采用与结构相同型号的剪力连接件； 步骤4.2： 按照剪切滑 移符合位移相似比的原则确定 剪力连接件布置的数量及间距。 7.根据权利要求1所述的宽幅组合 ‑混合梁斜拉桥结合段试验模型设计方法， 其特征在 于， 所述步骤5包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114692284 A 2步骤5.1： 基于局部截面缩尺试验模型的几何相似比、 剪力连接件的型号以及布置方式 建立局部截面缩尺试验 模型的有限元模型； 步骤5.2： 对局部截面缩尺试验模型的有限元模型施加与全截面模型对应的边界条件， 局部截面缩尺试验 模型的有限元模型的横桥向的两个边界截面处于自由状态； 步骤5.3： 在局部截面缩尺试验模型的有限元模型的加载端施加按相似理论换算的内 力； 步骤5.4： 根据有限元计算结果， 对比局部截面缩尺试验模型与全截面模型中主要受力 构件的应力状态， 验证局部截面缩尺试验 模型与全 截面模型的应力状态的等效性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114692284 A 3