(19)中华 人民共和国 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 202111631512.4 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 中国建筑第五工程局有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市雨花区中意 一 路158号 申请人 中建隧道建 设有限公司 (72)发明人 周帅　李璋　于鹏　刘安双　 谭芝文　雷军　方聪　杨坚　 曾永平　田卫国　李凯　何昌杰　 帅建国　李亚勇　李水生　 (74)专利代理 机构 四川力久律师事务所 512 21 代理人 陈明龙 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种上承式梁拱组合桥合理拱轴线确定方 法 (57)摘要 本发明公开了一种上承式梁拱组合桥合理 拱轴线确定方法， 包括以下步骤： 步骤S1、 根据梁 拱组合桥的受力特点， 拟定合理拱轴线方程为抛 物线方程， y＝a(L ‑x)n+H1， n为待修正的幂； 步骤 S2、 采用 为拱轴线建立全 桥有限元模 型， 计算拱梁结合处主梁对拱肋作用 的集中力和集中弯矩； 步骤S3、 建立拱肋弯矩平 衡方程， 得拱肋的弯矩Mx， 以最小化最大弯矩Mx 为目标函数， 并确定约束条件； 步骤S4、 求解目标 函数得到n的最优解n＝n*， 以n*作为修正后的 幂， 得到合理拱轴线的方程 y＝a(L‑x)n*+H1。 基于 本发明的方法确定的上承式梁拱组合桥梁拱肋 合理拱轴线， 大大提高效率和准确度， 使拱肋受 力更加合理， 结构更为可靠， 该方法是一种经济、 便利、 有效的合理拱轴线确定方法。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114239120 A 2022.03.25 CN 114239120 A 1.一种上承式梁拱组合 桥合理拱轴线确定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 根据梁拱组合桥的受力特点， 拟定合理拱轴线方程为抛物线方程， y＝a(L ‑x)n+ H1， 其中L为梁拱组合 桥跨中到拱脚的净距， H1为拱圈失高， n为待修正的幂； 步骤S2、 n在范围[n下 限， n上 限]内任意取值 采用抛物线方程 作为拱 轴线建立全桥有限元模型， 计算拱梁结合处主梁对拱肋作用的集中力和 集中弯矩， 得到集 中水平力 集中竖向力 集中弯矩 步骤S3、 根据步骤S1的抛物线方程和步骤S2的集中水平力、 集中竖向力、 集中弯矩建立 拱肋弯矩平衡方程， 得到拱肋的弯矩Mx， 并确定最小化最大弯矩Mx为目标函数， 确定所述目 标函数的约束条件， 所述目标函数为： 其中M0为拱肋与桥墩连接处的弯矩， 为拱肋的弯矩Mx的最值， Xi为Mx出现最值的极值 点， 为拱梁结合处拱肋的弯 矩， L1为拱梁结合处到拱脚的水平 距离； 步骤S4、 求解目标函数得到n的最优解n＝n*， 以n*作为修正后的幂， 得到合理拱轴线的 方程， y＝a(L ‑x)n*+H1， 该方程即为所确定的上承式梁拱组合 桥的合理拱轴线。 2.根据权利要求1所述上承式梁拱组合桥合理拱轴线确定方法， 其特征在于， 步骤S2 中， n的范围[n下 限， n上 限]为[1， 3]。 3.根据权利要求2所述上承式梁拱组合桥合理拱轴线确定方法， 其特征在于， 步骤S2 中， 集中水平力FH为f1(2)， 集中竖向力Fv为f2(2)， 集中弯 矩 4.根据权利要求1 ‑3任意一项所述上承式梁拱组合桥合理拱轴线确定方法， 其特征在 于， 拱肋弯 矩平衡方程 为： 其中LH为FH到拱脚的竖直距离， q为线荷载集度。 5.根据权利要求4所述上承式梁拱组合桥合理拱轴线确定方法， 其特征在于， LH的计算 公式为： LH＝H1+h1‑0.5h1/cosα‑y(x) 其 中 h 为 桥 梁 跨 中 桥 的 高 度 ， h1为 拱 的 厚 度 ， α为 拱 脚 与 拱 肋的 夹 角 ， 6.根据权利要求5所述上承式梁拱组合桥合理拱轴 线确定方法， 其特征在于， 所述目标 函数的约束条件为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239120 A 2式中M'x为弯矩Mx的导数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239120 A 3