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[发明专利]一种强震区大跨度桥梁横向完全自复位减震体系-CN202310184720.7在审
发明人：吴勇木;王健;汪劭袆;唐洪;李继波;管仲国;王雨杰;卢峻锐 -专利权人：中国公路工程咨询集团有限公司;同济大学
申请日： 2023-02-20 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： E01D19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种强震区大跨度桥梁横向完全自复位减震体系，包括：沿横桥向相对设置的两个桥塔塔柱；桥塔横梁，桥塔横梁连接于两个桥塔塔柱之间；主梁，设置于桥塔横梁上方；固定组件，设置于主梁底部，固定组件包括两组锚固块，每组锚固块包括对称设置的两个锚固块；FRP索组件，FRP索组件包括两组FRP索，每组FRP索包括对称设置的两个FRP索，FRP索采用FRP材料制成，FRP索的一端锚固于桥塔塔柱上，另一端锚固于锚固块上；横向粘滞阻尼器，所述横向粘滞阻尼器的一端锚固于桥塔横梁的顶端，另一端锚固于主梁的底端。本发明基于FRP索和横向粘滞阻尼器的配合，兼具大承载力、大变形能力和完全复位能力的特点，能够显著提高强震条件下的大跨度桥梁的性能。
一种震区跨度桥梁横向完全复位减震体系

[发明专利]一种山区大跨度桥梁横向减震体系参数求解方法及系统-CN202310119166.4在审
发明人： 管仲国;张世春;卢峻锐;肖涛;李阳;汪劭袆;吴勇木;肖益锋 -专利权人：同济大学;中国公路工程咨询集团有限公司
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明涉及一种山区大跨度桥梁横向减震体系参数求解方法及系统，方法包括：获取桥梁结构，建立空间有限元模型，获取目标设计位移，设置桥梁各位置阻尼器初始的阻尼参数；基于此时的阻尼参数计算实际位移，根据目标设计位移与实际位移的差值得到阻尼器的受调向量，结合受调向量和影响矩阵计算施调向量，基于施调向量计算得到调整后的阻尼参数，判断调整后的阻尼参数是否满足设计要求，若满足，则将调整后的阻尼参数作为最终阻尼参数，否则，重复此步骤。与现有技术相比，本发明通过影响矩阵的基本原理，考虑横向减震体系中的多塔/墩耦合效应以及减震措施的强非线性行为，通过快速稳定收敛的迭代计算，可确定各塔/墩位处减震体系合理设计参数。
一种山区跨度桥梁横向减震体系参数求解方法系统

[发明专利]一种独塔斜拉桥纵向单调塑性减震体系、设计方法及系统-CN202310121849.3在审
发明人： 管仲国;肖涛;李阳;汪邵袆;吴勇木;肖益锋;张世春;卢峻锐 -专利权人：同济大学;中国公路工程咨询集团有限公司
申请日： 2023-02-15 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： E01D19/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种独塔斜拉桥纵向单调塑性减震体系、设计方法及系统，在独塔斜拉桥的塔‑梁连接处设置单调塑性约束装置，单调塑性约束装置包括至少一对高强钢拉杆，每个高强钢拉杆一端锚固于主塔的横梁，另一端锚固于主梁的梁底，一对高强钢拉杆分别设置于主塔的前后两侧，以形成沿纵桥向正、负方向的对称约束，高强钢拉杆仅在受拉状态下进入塑性，主梁在主塔处采用0号索悬挂或者纵向滑动支座，辅助墩及过渡墩处的支座均设置为纵向滑动支座，由此形成塔‑梁纵向单调塑性减震体系。与现有技术相比，本发明提出的减震体系既能满足桥梁结构在正常运营状态下的塔梁纵向约束刚度需要，还能有效应对多种地震作用，适用范围广。
一种斜拉桥纵向单调塑性减震体系设计方法系统

[发明专利]一种铁路连续梁桥横向地震力仿真计算方法-CN202211570514.1在审
发明人：苏伟;杨智慧;王雨权;廖立坚;管仲国;李晓波;耿一迪;傅安民;刘龙;张兴华;白青波;吴迪 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;同济大学
申请日： 2022-12-08 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种铁路连续梁桥横向地震力仿真计算方法，包括以下步骤：获取铁路连续梁桥结构基本信息；简化主梁质量分配；计算列车活载的折算质量并向梁段两端平均分配；简化主梁横向刚度；计算桥墩折算至主梁质心处的堆聚质量；计算桥墩‑地基基础串联模型等效刚度；计算单振型模型各阶振型的振动特性；计算单振型模型的振型参与系数的修正系数；计算桥墩横向地震力。本发明构建了连续梁桥横向地震力单振型仿真计算模型；对振型参与系数进行修正，根据反应谱法和位移相等原则计算振型横向地震力，并且通过振型叠加原理得到铁路连续梁桥横向地震力计算结果。本发明解决铁路连续梁桥横向地震力计算难题。
一种铁路连续横向地震仿真计算方法

[发明专利]地震作用下高速铁路桥上行车数字孪生精细协同仿真方法-CN202211224770.5有效
发明人：苏伟;王雨权;国巍;廖立坚;李林安;管仲国;李艳;闻济舟;郑志平;杨智慧;刘龙;傅安民 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;中南大学;天津大学
申请日： 2022-10-09 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种地震作用下高速铁路桥上行车数字孪生精细协同仿真方法，包括以下步骤：建立上部结构子系统数字孪生仿真计算模型；建立下部结构子系统数字孪生仿真计算模型；建立轨道不平顺数字孪生仿真计算模块；得到在轮轨接触面的耦合动力关系；建立地震波数字孪生仿真计算模块；得到上部结构子系统与下部结构子系统之间的数字孪生耦合动力关系；建立弹塑性纤维梁柱单元数字孪生地震仿真分析模块；得到高速列车运行数字孪生安全评价指标。本发明能够针对地震作用下高速铁路桥上行车数字孪生精细协同仿真进行数字化构建，解决地震作用下高速铁路桥上行车物理模型与数据驱动模型精准映射建模、设计、分析、诊断、决策的底层关键技术问题。
地震作用高速铁路桥行车数字孪生精细协同仿真方法

[发明专利]一种变截面空间梁单元刚度与一致质量矩阵求解方法-CN202211278332.7在审
发明人：王雨权;苏伟;霍学晋;廖立坚;李林安;国巍;勾红叶;管仲国;王秀艳;周俊龙;彭建东 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;天津大学;中南大学;西南交通大学;同济大学;中铁大桥勘测设计院集团有限公司;中国建筑第六工程局有限公司
申请日： 2022-10-19 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种变截面空间梁单元刚度与一致质量矩阵求解方法，包括以下步骤：建立悬臂梁约束的广义坐标系；建立无刚体位移的刚度矩阵；建立包含刚体位移的刚度矩阵；建立忽略剪切作用时的一致质量矩阵；建立考虑剪切作用时的一致质量矩阵；形成变截面空间梁单元数字孪生模型。本发明利用悬臂梁约束的广义坐标系，采用力插值函数建立无刚体位移的截面刚度矩阵和柔度矩阵，利用虚功原理分别求解出考虑剪切效应和忽略剪切效应情况下的单元刚度矩阵，求得广义坐标系中各位移变形量表达式，进而建立起对应的形函数矩阵，将形函数矩阵代入一致质量矩阵的一般积分表达式即可求得单元一致质量，建立了变截面空间梁单元的刚度与一致质量矩阵计算技术。
一种截面空间单元刚度一致质量矩阵求解方法

[发明专利]一种铁路桥墩数字孪生温度效应仿真计算方法-CN202210737866.5有效
发明人：王雨权;苏伟;廖立坚;李林安;勾红叶;霍学晋;管仲国;刘祥君;李艳;白青波;吴迪;张兴华 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;天津大学;西南交通大学;中铁大桥勘测设计院集团有限公司;同济大学
申请日： 2022-06-28 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种铁路桥墩数字孪生温度效应仿真计算方法，包括以下步骤：输入桥墩物理模型外轮廓尺寸；划分单元并数字化所需几何参数；输入作用温度；计算等截面桥墩的等效温度荷载；计算变截面桥墩的等效温度荷载；计算温度效应。本发明针对铁路等截面及变截面桥墩的温度效应计算建立数字孪生仿真模型问题，通过考虑桥墩截面几何尺寸的自定义温度场输入格式，将温度场数字孪生模型数值化；然后通过引入初轴力、初弯矩的概念，基于单元力学平衡关系，计算出变截面桥墩对应的最终的温度效应等效节点力。本发明结合常规的等截面温度效应等效节点力，共同构建了桥墩实体模型与数据驱动孪生模型之间温度效应仿真计算的准确映射关系。
一种铁路桥墩数字孪生温度效应仿真计算方法

[发明专利]一种预制拼装桥墩及其连接方法-CN202110529285.8有效
发明人： 管仲国;卢峻锐;王雨杰 -专利权人：同济大学
申请日： 2021-05-14 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： E01D19/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种预制拼装桥墩及其连接方法，在主筋上包覆套管，套管一部分预埋在墩柱中，一部分随主筋插入承台，套管形成的无粘接段可以使主筋应变在一段区域内均匀分布，显著提高主筋的变形能力，进而提高墩柱的延性；套管跨越墩柱和承台的新旧混凝土界面，能够阻断侵蚀质或延长了侵蚀质到达主筋的路径长度，显著提高了结构的抗腐蚀性能和耐久性；在承台内预埋灌浆波纹管，在墩柱与承台连接时先向灌浆波纹管内灌浆，混凝土浆料略高于承台顶面形成坐浆层，墩柱下落时主筋在特定的导向装置的引导下插入灌浆波纹管，墩柱底部与坐浆层密实连接，主筋与灌浆波纹管内的混凝土浆料密实连接，避免了压浆工序，简化施工工序，提高施工效率。
一种预制拼装桥墩及其连接方法

[发明专利]一种铁路行列式承台数字孪生内力仿真计算方法-CN202210506220.6在审
发明人：苏伟;王雨权;廖立坚;霍学晋;勾红叶;李林安;管仲国;宋威;苗永抗;蒋鹏;薛杰;林鸿洸;闻济舟;冯沛;梁正中;浑铁链;李战胜;吴长发;万明;杨国静 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;中铁大桥勘测设计院集团有限公司;西南交通大学;天津大学;同济大学
申请日： 2022-05-11 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种铁路行列式承台数字孪生内力仿真计算方法，包括以下步骤：输入铁路行列式承台的外轮廓尺寸信息；建立行列式实体物理承台对应的数字孪生内力仿真计算模型架构；对构建的行列式数字孪生模型架构，赋予其模型尺寸；对构建的行列式数字孪生模型架构，赋予其单元特性；组成行列式承台数字孪生模型的整体刚度矩阵及载荷列阵。本发明针对铁路行列式承台建立数字孪生内力仿真模型问题，建立了铁路行列式承台的数字孪生模型。本发明能够针对交通运输领域铁路行列式承台的数字孪生内力仿真模型的内力计算进行准确模拟，解决铁路行列式承台数字孪生模型准确性、自主性方向的难题。
一种铁路行列式数字孪生内力仿真计算方法

[发明专利]一种铁路梅花式承台数字孪生内力仿真计算方法-CN202210506235.2在审
发明人：苏伟;王雨权;廖立坚;勾红叶;霍学晋;李林安;管仲国;刘祥君;宋威;苗永抗;蒋鹏;薛杰;闻济舟;张海;胡宇;李大海;徐平伟;杨银庆;高显平;刘强 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;西南交通大学;中铁大桥勘测设计院集团有限公司;天津大学;同济大学
申请日： 2022-05-11 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种铁路梅花式承台数字孪生内力仿真计算方法，包括以下步骤：输入铁路梅花式承台的外轮廓尺寸信息；建立梅花式实体物理承台对应的数字孪生内力仿真计算模型架构；对构建的数字孪生模型架构，赋予模型尺寸；对构建的数字孪生模型架构，赋予单元特性；组成承台数字孪生模型的整体刚度矩阵及载荷列阵。本发明通过构建高精度模拟实体梅花式承台内力特点的数字孪生模型架构，并赋予数字孪生模型几何信息、弹性模量等参数，并采用空间梁单元刚度矩阵模拟数字孪生模型包含的每一个受拉杆及受压杆赋予单元属性，进而建立了铁路梅花式承台的数字孪生模型。本发明解决铁路梅花式承台数字孪生模型的准确性、自主性方向的难题。
一种铁路梅花式承台数字孪生内力仿真计算方法

[发明专利]一种铁路桥墩数字孪生变截面仿真计算方法-CN202210511550.4有效
发明人：王雨权;苏伟;廖立坚;霍学晋;勾红叶;李林安;管仲国;刘龙;傅安民;杨智慧;李晓波 -专利权人：中国铁路设计集团有限公司;中铁大桥勘测设计院集团有限公司;西南交通大学;天津大学;同济大学
申请日： 2022-05-12 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种铁路桥墩数字孪生变截面仿真计算方法，包括以下步骤：输入桥墩的总体截面尺寸信息；划分单元并计算对应轮廓信息；数字化每一个单元上下端两个截面的信息；计算每一个截面的几何特性；计算每一个桥墩单元的单元刚度矩阵；计算每一个桥墩单元的等效节点荷载；组成桥墩整体刚度矩阵及整体载荷列阵。本发明通过自定义任意截面输入格式及基于泊松方程的有限元求解方法，构建了任意截面几何特性计算方法；通过基于力的平衡及余能定理、卡氏第二定理，推导了变截面空间梁单元刚度矩阵，利用结构力学法得到等效节点荷载，进而建立了变截面空间梁单元技术。本发明对数字孪生仿真模型的刚度及载荷进行准确模拟，解决其准确性难题。
一种铁路桥墩数字孪生截面仿真计算方法

[发明专利]牺牲型中央扣减震系统-CN202110665926.2有效
发明人： 管仲国;李延;刘兆光;桂睿 -专利权人：同济大学;中国公路工程咨询集团有限公司
申请日： 2021-06-16 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： E01D19/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于强震区的大跨度悬索桥减震系统，其包括牺牲型中央扣和塔梁纵向粘滞阻尼器。通过牺牲型中央扣改变地震作用下的结构约束体系，并结合塔梁纵向粘滞阻尼器，显著提升结构抗震性能和安全性。牺牲型中央扣提供两级约束限位机制，可同时满足正常运营荷载下的约束刚度和强度需要、强震作用下的结构安全需要、以及震后保通行和结构功能快速恢复的需要。减震系统的设计参数灵活，适用范围广，且具有经济性优势。
牺牲中央扣减系统

[发明专利]一种大跨度悬索桥弹塑性中央扣装置-CN202110061485.5有效
发明人： 管仲国;卢峻锐;徐瑜窈 -专利权人：同济大学
申请日： 2021-01-18 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： E01D11/02 文献下载
摘要：本发明一种大跨度悬索桥弹塑性中央扣装置，包括至少一个弹塑性中央扣，每个弹塑性中央扣包括两个索夹、两个刚性斜撑、一个刚性水平梁和两个弹塑性索，两个索夹均安装在主缆上，两个索夹分别与两个刚性斜撑的一端相连接，两个刚性斜撑的另一端均与刚性水平梁相连接，两个弹塑性索的一端分别连接在刚性水平梁的顺桥向两侧，两个弹塑性索的另一端均与主梁相连接。本发明可以发挥常规中央扣的作用，同时避免对桥梁结构产生冲击作用，还能够应对极端强震作用；弹塑性的中央扣能够增强桥梁体系的减震耗能能力，具有较大的单次耗能能力；弹塑性索可以根据桥梁情况调整钢丝数和长度，适应不同桥梁和不同地质状况下的主梁位移要求和刚度要求。
一种跨度悬索桥塑性中央装置

[发明专利]适用于强震区的双工作状态易恢复型悬索桥中央扣-CN202110666695.7有效
发明人： 管仲国;李延 -专利权人：同济大学
申请日： 2021-06-16 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： E01D19/16 文献下载
摘要：一种适用于强震区的双工作状态易恢复型悬索桥中央扣，中央扣的标准杆件由两个插入式钢管和通过具有特定缺陷设置的限位销钉固定而成，其中，限位销钉通过螺纹段与外层插入式钢管固定，并通过圆杆段插入内层插入式钢管的圆通孔中形成固定约束。标准杆件端部通过铰与索夹和主梁相连，构成稳定的桁架式中央扣结构。中央扣在正常运营状态下，限位销钉“锁定”标准杆件两个插入式钢管和，提供结构所需的纵向约束刚度。本发明通过具有特定缺陷设置的限位销钉和内置式带有预设松弛量的钢丝绳的约束，提供了中央扣杆件两种不同的工作状态，分别可以满足大跨度悬索桥在正常运营状态下和强震发生状态下对中央扣的不同需求。
适用于震区双工状态恢复悬索桥中央

[发明专利]U筋交错搭接纵向接缝压杆宽度的确定方法-CN201810574180.2有效
发明人：周良;张菊辉;陆元春;沙丽新;黄帅;管仲国;卢兴 -专利权人：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司;上海理工大学
申请日： 2018-06-06 - 公布日： 2019-11-12 - 主分类号： E01D21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于压杆拉杆模型的U筋交错搭接纵向接缝压杆宽度的确定方法，其特征在于方法步骤如下：首先，U筋交错搭接接缝构造；其次，U筋锚固长度的确定；最后，接缝承载能力以及压杆宽度的确定；包括修正的压杆拉杆模型和压杆宽度的确定；其中U筋交错搭接接缝构造的具体步骤为：U筋的一端嵌于预制段内，另一端弯曲成180°嵌于接缝段内，左右两侧的U筋错开一定距离，通过U筋在接缝段内的交错搭接来传递弯矩。本发明的优点是：采用高性能混凝土浇筑的U筋交错搭接纵向接缝提出了修正的压杆拉杆模型，并基于实验和有限元分析，提出了计算压杆宽度的理论公式。
压杆交错搭接纵向接缝接缝拉杆接缝构造高性能混凝土修正承载能力传递弯矩理论公式左右两侧错开锚固浇筑预制分析

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