(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 202211125829.5 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 河南省交通 规划设计 研究院股份有 限公司 地址 450046 河南省郑州市郑东 新区泽雨 街9号 申请人 李斐然 (72)发明人 张士红　李斐然　郭晓光　王文敬　 赵文龙　崔培力　张奇伟　 (74)专利代理 机构 郑州异开专利事务所(普通 合伙) 41114 专利代理师 韩鹏程 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 桥墩计算长度系数的确定方法 (57)摘要 本发明公开了一种桥墩计算长度系数的确 定方法， 依据桥梁结构 的实际尺寸， 建立包含上 部主梁结构和下部桥墩结构的整联桥梁模型1； 对模型1进行屈曲分析， 计算目标桥墩的稳定系 数λ1， 并提取施加在目标桥墩墩顶的单一竖向 荷载P； 再依据目标桥墩的实际尺寸， 建立仅包含 目标桥墩的模型2； 对模型2进行屈曲分析， 计算 目标桥墩的稳定系数 λ2； 根据公式确定目标桥 墩的计算长度系数 。 本发明的优点在于采用类 比法， 能排除自重和分析截面位置等多种干扰因 素， 对规则截面和复杂截面的桥墩均具有适用 性， 计算方法简单， 计算精度高， 工程实用性强。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 115455543 A 2022.12.09 CN 115455543 A 1.一种桥墩计算长度系数的确定方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1， 依据桥梁结构的实际尺寸， 建立包含上部主梁结构和下部桥墩结构的整联桥梁模 型1； 其中所述模型1的边界条件包括： 主梁与目标桥墩建立支座约束； 所述目标桥墩与基桩 之间， 建立 “桩—土”约束； 模型1的荷载包括： 结构自重G、 二期恒载和汽车荷载； S2， 对模型 1进行屈曲分析， 计算目标桥 墩的稳定系数λ1， 并提取施加在目标桥 墩墩顶的 单一竖向荷载P； S3， 依据目标桥墩的实际尺寸， 建立仅包 含目标桥墩的模型2； 其中所述模型2的边界条件包括： 目标桥墩上端无约束； 下端与基桩建立 “桩—土”约 束； 模型2的荷载包括： 所述施加在目标桥墩墩顶 的单一竖向荷载P， 不考虑目标桥墩所述 自重G； S4， 对模型2进行屈曲分析， 计算目标桥墩的稳定系数 λ2； S5， 根据公式确定目标桥墩的计算长度系数 ； 。 2.根据权利要求1所述的一种桥墩计算长度系数的确定方法， 其特征在于： 所述的屈曲 分析为理想的线弹性分支点稳定性分析。 3.根据权利要求1所述的一种桥墩计算长度系数的确定方法， 其特征在于： 所述 “桩— 土”约束指依据实际的土层参数信息， 按 “m”法建立“桩—土”约束。 4.根据权利要求1所述的一种桥墩计算长度系数的确定方法， 其特征在于： 所述汽车荷 载是基于目标桥墩影响线施加的均布线荷载。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115455543 A 2桥墩计算长度系数的确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及桥梁工程 技术领域， 尤其是 涉及桥墩计算长度系数的确定方法。 背景技术 [0002]桥墩是桥梁结构中的重要构件。 工程设计中引入计算长度系数 μ来考虑桥墩、 桥塔 和柱子等压弯构件的二阶效应。 桥梁设计中通常使用公式 （1） 求 解桥墩的计算长度： l0＝μl   公式 （1） 公式 （1） 中， l0为压弯构件失稳后， 挠度曲线上两个相邻反弯点 （弯矩为零） 间的距 离， 即自由长度， 也即桥墩的计算长度； l为压弯构件的几何长度。 计算长度系数 μ是影响桥 梁安全与经济的一个重要设计参数， 它受边界条件、 结构 刚度、 结构自重等多种因素影响， 确定方法较复杂。 目前各国规范， 甚至 国内不同领域的设计规范对桥墩计算长度的取值方 法也存在较大差别。 如 《混凝土结构设计规范》 （GB50010 ‑2010） 等规范中多根据工程设计经 验、 桥梁结构形式直接给定压弯构件的计算长度系数。 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范》 （JTG3362 ‑2004） 等规范中是基于Euler公式推导得到理想边界条件下压弯构 件的计算长度系数： 在压弯构件两端固定时， 取0.5； 当一端固定一端为不移动的铰时， 取 0.7； 当两端均为不移动的铰时， 取1.0； 当一端固定一端自由时取2.0。 《公路钢筋混凝土及 预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG3362 ‑2018） 、 美国AASHTO  LFRD 2014和欧洲规范EN   1992‑1‑1： 2004等， 是将桥墩从框架结构中分离出来， 根据失稳图形的变形确定其边界条 件， 进而进行弹性稳定计算， 最后通过Euler公式反算其计算长度系数。 还有的是将桥墩作 为构件放在单 联或数联桥梁中进行屈曲分析， 通过Euler公式反算 桥墩的计算长度系数。 [0003]以上这些桥墩的计算长度系数确定方法存在以下问题和缺陷： 1、 计算方法复杂， 不便于应用于工程设计。 如 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范》 （JTG3362 ‑2018） 等提供的方法需要建立构件的计算模型， 计算得到包含位移、 转角、 轴力等多个参数及数个中间参数， 而且部分参数是半理论半经验的公式， 计算精度无 法保证。 [0004]2、 大部分方法对规则截面的桥墩具有一定的适用性， 但对于复杂截面的桥墩适用 性差， 甚至会得到错 误的计算结果。 [0005]3、 是否考虑自重荷载， 屈曲荷载Pcr值的计算位置不明确， 导致不同的设计人员即 使是相同的结构得到的屈曲荷载Pcr也差别较大， 最终导 致计算长度系数 μ差别较大。 发明内容 [0006]本发明目的在于提供一种桥墩计算长度系数的确定方法。 [0007]为实现上述目的， 本发明采取 下述技术方案： 本发明所述的桥墩计算长度系数的确定方法， 包括以下步骤： S1， 依据桥梁结构的实际尺寸， 建立包含上部主梁结构和下部桥墩结构的整联桥 梁模型1；说　明　书 1/7 页 3 CN 115455543 A 3