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专利号: 2017105581349
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铁路钢箱梁桥温度梯度模式评价方法,其特征在于该评价方法包括以下步骤:(1)在钢箱梁桥腹板和顶板上布置温度测点并采集温度,每次采集时间间隔为2~5分钟;

(2)将采集获得的钢箱梁桥温度进行分析,找出腹板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据,以温度为横坐标,腹板测点间的距离为纵坐标,作出梯度散点图,并采用最小二乘法进行曲线拟合,得到竖向温度梯度曲线;找出顶板各测点的日极值温差值所对应时刻的温度数据,以温度为横坐标,顶板测点间的距离为纵坐标,作出梯度散点图,并采用最小二乘法进行曲线拟合,得到横向温度梯度曲线;

(3)将得到的温度梯度曲线简化成折线,为温度梯度模式;

(4)得到竖向温度梯度模式腹板各折点的日极值温差值和横向温度梯度模式顶板各折点的日极值温差值;

腹板各折点日极值温差值为各折点处测点温度值减去腹板测点最低温度值,顶板各折点的日极值温差值为顶板各折点处测点温度值减去顶板测点最低温度值;

(5)对钢箱梁桥的顶板和腹板各个折点的日极值温差值进行统计分析,得到温差概率分布直方图,再对直方图进行概率拟合,得到日极值温差概率密度函数;

统计顶板和腹板各个折点的日极值温差值并输入到计算机,应用ORIGIN8.0数理统计分析软件分别做出顶板和腹板的各折点的日极值温差值的概率直方图,再分别对顶板和腹板各折点的日极值温差值的概率直方图进行函数拟合,得到对应的概率密度函数f(x);

(6)通过概率密度函数f(x),计算设计基准期为100年,不同重现期N的温差标准值T;

概率密度函数f(x)所对应的分布函数为Fx(x),则设计基准期100年内的顶板和腹板各个折点的极值温差值的累积分布函数FY(x)为:FY(x)=[Fx(x)]100;

式中FY(x)为p0,计算得 x为温差标准值T;

温差标准值的保证率为p0,

对钢箱梁桥施工期温度设计标准值进行取值,将两年作为施工期设计基准期,分别取半年、一年作为施工期温度作用重现期,则施工期内极值温差作用的温差标准值的保证率分别为96%、98%;

(7)为方便在实际工程中的应用,对不同重现期无铺装和铺装后铁路钢箱梁的温差标准值进行偏安全取整,得到温差标准值的建议值。

2.根据权利要求1所述的铁路钢箱梁桥温度梯度模式评价方法,其特征在于所述的步骤(1)在腹板和顶板上布置温度测点为:两侧腹板布置温度测点位置以距顶板的垂直距离表示为0.0m,0.05m,0.1m,0.2m,0.3m,0.6m,1.2m,2.4m,4.15m和腹板与底板相交处;顶板温度测点布置位置,以距离右侧腹板的水平距离表示为:0.0m,1.4m,2.8m,4.2m。

3.根据权利要求1或2所述的铁路钢箱梁桥温度梯度模式评价方法,其特征在于:所述的钢箱梁桥为无铺装钢箱梁桥,无铺装钢箱梁桥竖向温度梯度模式中腹板顶部日极值正温差标准值T1符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=18.7,σ=3.50,重现期N=50年,T1=31.1℃;重现期N=100年,T1=31.7℃;施工阶段重现期N=0.5年,T1=15.4℃;施工阶段重现期N=1.0年,T1=16.2℃;

无铺装钢箱梁桥竖向温度梯度模式中距腹板顶部0.2m处折点日极值正温差标准值T2符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=9.40,σ=2.91,重现期N=50年,T2=19.6℃;重现期N=100年,T2=20.2℃;施工阶段重现期N=0.5年,T2=15.4℃;施工阶段重现期N=1.0年,T2=16.2℃;

无铺装钢箱梁桥竖向温度梯度模式中腹板顶部日极值负温差标准值T3符合极值Ⅰ型分布,其概率密度函数为:式中μ=-2.70,σ=0.68,重现期N=50年,T3=-8.5℃;重现期N=100年,T3=-9.0℃;施工阶段重现期N=0.5年,T3=-5.4℃;施工阶段重现期N=1.0年,T3=-5.8℃;

无铺装钢箱梁桥横向温度梯度模式中距两侧腹板1.4m处日极值正温差标准值T4符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=6.79,σ=1.18,重现期N=50年,T4=11.0℃;重现期N=100年,T4=11.2℃;施工阶段重现期N=0.5年,T4=9.2℃;施工阶段重现期N=1.0年,T4=9.5℃;

无铺装钢箱梁桥横向温度梯度模式中距两侧腹板1.4m处日极值负温差标准值T5符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=-2.32,σ=1.01,重现期N=50年,T5=-5.9℃;重现期N=100年,T5=-6.1℃;施工阶段重现期N=0.5年,T5=-4.4℃;施工阶段重现期N=1.0年,T5=-4.7℃。

4.根据权利要求1或2所述的铁路钢箱梁桥温度梯度模式评价方法,其特征在于:所述的钢箱梁桥为混凝土铺装层钢箱梁桥,混凝土铺装层钢箱梁桥竖向温度梯度模式中腹板顶部日极值正温差标准值T6符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=5.13,σ=3.50,重现期N=50年,T6=15.8℃;重现期N=100年,T6=16.0℃;施工阶段重现期N=0.5年,T6=12.3℃;施工阶段重现期N=1.0年,T6=13.3℃;

混凝土铺装层钢箱梁桥竖向温度梯度模式中距腹板顶部0.2m处折点日极值正温差标准值T7符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=3.30,σ=1.00,重现期N=50年,T7=6.8℃;重现期N=100年,T7=7.0℃;施工阶段重现期N=0.5年,T7=5.4℃;施工阶段重现期N=1.0年,T7=5.6℃;

混凝土铺装层钢箱梁桥竖向温度梯度模式中腹板顶部日极值负温差标准值T8符合极值Ⅰ型分布,其概率密度函数为:式中μ=-1.26,σ=0.62,重现期N=50年,T8=-6.5℃;重现期N=100年,T8=-7.0℃;施工阶段重现期N=0.5年,T8=-3.7℃;施工阶段重现期N=1.0年,T8=-4.1℃;

混凝土铺装层钢箱梁桥横向温度梯度模式中距两侧腹板1.4m处日极值正温差标准值T9符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=2.56,σ=0.88,重现期N=50年,T9=5.7℃;重现期N=100年,T9=5.8℃;施工阶段重现期N=0.5年,T9=4.4℃;施工阶段重现期N=1.0年,T9=4.6℃;

混凝土铺装层钢箱梁桥横向温度梯度模式中腹板顶部日极值负温差标准值T10符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=-1.46,σ=0.85,重现期N=50年,T10=-4.5℃;重现期N=100年,T10=-4.6℃;

施工阶段重现期N=0.5年,T10=-3.2℃;施工阶段重现期N=1.0年,T10=-3.5℃。

5.根据权利要求1或2所述的铁路钢箱梁桥温度梯度模式评价方法,其特征在于:所述的钢箱梁桥为道砟铺装层钢箱梁桥,道砟铺装层钢箱梁桥竖向温度梯度模式中腹板顶部日极值正温差标准值T11符合极值Ⅰ型分布,其概率密度函数为:式中μ=2.58,σ=1.17,重现期N=50年,T11=12.5℃;重现期N=100年,T11=13.4℃;施工阶段重现期N=0.5年,T11=7.1℃;施工阶段重现期N=1.0年,T11=8.0℃;

道砟铺装层钢箱梁桥竖向温度梯度模式中距腹板顶部0.05m处折点日极值正温差标准值T12符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=2.20,σ=1.35,重现期N=50年,T12=6.9℃;重现期N=100年,T12=7.2℃;施工阶段重现期N=0.5年,T12=5.0℃;施工阶段重现期N=1.0年,T12=5.3℃;

道砟铺装层钢箱梁桥竖向温度梯度模式中腹板顶部日极值负温差标准值T13符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=-2.52,σ=2.24,重现期N=50年,T13=-9.0℃;重现期N=100年,T13=-9.2℃;

施工阶段重现期N=0.5年,T13=-7.1℃;施工阶段重现期N=1.0年,T13=-7.7℃;

道砟铺装层钢箱梁桥横向温度梯度模式中在距两侧腹板1.4m处日极值正温差标准值T14符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=1.00,σ=0.70,重现期N=50年,T14=3.5℃;重现期N=100年,T14=3.6℃;施工阶段重现期N=0.5年,T14=2.5℃;施工阶段重现期N=1.0年,T14=2.6℃;

道砟铺装层钢箱梁桥横向温度梯度模式中距两侧腹板1.4m处日极值负温差标准值T15符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=-1.87,σ=0.94,重现期N=50年,T15=-5.2℃;重现期N=100年,T15=-5.4℃;

施工阶段重现期N=0.5年,T15=-3.8℃;施工阶段重现期N=1.0年,T15-4.1℃;

道砟铺装层钢箱梁桥横向温度梯度模式中腹板顶部日极值负温差标准值T16符合正态分布,其概率密度函数为:式中μ=-0.60,σ=0.33,重现期N=50年,T16=-1.7℃;重现期N=100年,T16=-1.8℃;

施工阶段重现期N=0.5年,T16=-1.3℃;施工阶段重现期N=1.0年,T16=-1.4℃。