(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 202111584474.1 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 北京交通大 学 地址 100000 北京市海淀区西直门外上园 村3号 (72)发明人 朱力　赵冠远　霍金鑫　季鑫霖　 刘一迪　赵利佳　 (74)专利代理 机构 常州市瀚宇专利代理事务所 (普通合伙) 32551 专利代理师 彭慧娟 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于多种复杂力学效应的车桥耦合动 力分析系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于多种复杂力学效应 的车桥耦合动力分析系统， 涉及车桥耦合动力分 析技术领域， 解决了现有技术中无法对桥梁结构 进行实时分析的技术问题， 对投入运营的桥梁实 时通过的列车进行分析， 从而判断实时通过列车 的运行状态， 判断实时通过列车对桥梁结构的影 响， 判断桥梁结构影响程度是否合格， 从而提高 了桥梁结构的运营效率 以及列车通行的安全性 能； 对列车通行的桥梁结构进行实时分析， 判定 分析对象通过桥梁时产生的影 响， 从而对桥梁结 构进行实时状态， 防止出现桥梁 结构异常导致列 车通行风险增加； 对桥梁结构内组合梁进行实时 分析， 判断列车通行对组合梁的影响， 从而对桥 梁结构组合梁的稳定性进行检测， 提高了桥梁结 构的安全性能。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114580050 A 2022.06.03 CN 114580050 A 1.一种基于多种复杂力学效应的车桥耦合动力分析系统， 其特征在于， 包括车桥耦合 动力分析平台， 车桥耦合动力 分析平台内设置有服务器， 服务器通讯连接有列车运行分析 单元、 列车偏载分析 单元以及组合梁分析 单元； 车桥耦合动力分析平台用于桥梁结构运营过程的受力进行分析， 服务器生成列车运行 分析信号并将列车分析信号 发送至列车运行分析单元， 通过列车运行分析单元对投入运营 的桥梁实时通过的列车进行分析； 通过分析生成分析信号和分析对 象， 并将分析信号和分 析对象发送至服务器， 服务器接收到分析信号和分析对 象后， 生成偏载分析信号并将偏载 分析信号 发送至列车偏载分析单元， 通过列车偏载分析单元列车通行的桥梁结构进行实时 分析； 服务器生成组合梁分析信号并将组合梁分析信号发送至组合梁分析单元， 通过组合 梁分析单元对桥梁结构内组合梁进行实时分析。 2.根据权利要求1所述的一种基于多种复杂力学效应的车桥耦合动力分析系统， 其特 征在于， 列车运行分析 单元的列车运行分析 过程如下： 将实时通行的列车设置标号i， i为大于1的自然数， 采集到实时通行列车的承载重量与 列车重量的中和， 并将实时通行列车的承载重量与列车重量的中和标记为ZLi， 采集到实时 通行列车的通行速度以及通行速度平均加速度， 并将实时通行列车的通行速度以及通行速 度平均加速度分别标记为S Di和JSi； 通过公式 获取到实时通行列车的运行分析系数Xi， 其 中， a1、 a2以及a3均为预设比例系数， 且a1＞a2＞a3＞0， β 为 误差修正因子， 取值 为1.53； 将实时通行列车的运行分析系数与运行分析系数阈值进行比较： 若实时通行列 车的运行分析系数≥运行分析系数阈值， 则判定对应实时通行列车运行 分析异常， 生成分析信号并将对应实时通行列车标记为分析对 象， 将分析信号和分析对 象 一同发送至服务器； 若实时通行列车 的运行分析系 数＜运行分析系 数阈值， 则判定对应实 时通行列车运行分析正常， 生成非分析信号并将对应实时通行列车标记为非分析对 象， 将 非分析信号和非分析对象一同发送至服 务器。 3.根据权利要求1所述的一种基于多种复杂力学效应的车桥耦合动力分析系统， 其特 征在于， 列车偏载分析 单元的偏载 过程如下： 将实时通行列 车通过的桥梁结构标记为分析对象， 采集到实时通行列 车通过时分析对 象内车轮产生的纵向压力以及桥梁结构产生的横向滑移距离， 并将实时通行列车通过时分 析对象内车轮产生的纵向压力以及桥梁结构产生的横向滑移距离分别与纵向压力阈值和 横向滑移距离阈值进行比较： 若实时通行列 车通过时分析对象内车轮产生的纵向压力超过纵向压力阈值， 且桥梁结 构产生的横向滑移距离超过横向滑移距离阈值， 则判断偏载分析不合格， 生成桥梁维护信 号并将桥梁维护信号 发送至服务器； 若实时通行列车通过时分析对象内车轮产生的纵向压 力不超过纵向压力阈值， 且桥梁结构产生的横向滑移距离不超过横向滑移距离阈值， 则判 断偏载分析合格， 生成桥梁正常信号并将桥梁正常信号发送至服 务器。 4.根据权利要求1所述的一种基于多种复杂力学效应的车桥耦合动力分析系统， 其特 征在于， 组合梁分析 单元的组合梁分析 过程如下： 采集到实时列车通行时组合梁产生约束扭矩后的纵向正应力以及组合梁各个纤维梁权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114580050 A 2单元的平均承载力， 并将实时列车通行时组合梁产生约束扭矩后的纵向正应力以及组合梁 各个纤维梁单 元的平均承载力分别与纵向正应力阈值和平均承载力阈值进行分析： 若实时列车通行时组合梁产生约束扭矩后的纵向正应力超过纵向正应力阈值， 且组合 梁各个纤维梁单元 的平均承载力超过平均承载力阈值， 则判定对应组合梁存在影响， 生成 组合梁影响信号并将组合梁影响信号发送至服务器； 服务器接 收到组合梁影响信号后， 生 成组合梁维护 信号并将组合梁维护 信号发送至管理人员的手机终端； 若实时列车通行时组合梁产生约束扭矩后的纵向正应力未超过纵向正应力阈值， 且组 合梁各个纤维梁单元的平均承载力未超过平均承载力阈值， 则判定对应组合梁不存在影 响， 生成组合梁无影响信号并将组合梁无影响信号发送至服 务器。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114580050 A 3