一种斜拉桥有限元计算模型自检系统及方法与流程

本发明涉及桥梁工程有限元计算，尤指一种斜拉桥有限元计算模型自检系统及方法。

背景技术：

1、代。从20世纪60年代后期开始逐渐用于结构分析，四十年来应用于桥梁的有限单元法蓬勃发展，也已成为应用数学的一个新的分支。

2、在复杂桥梁的有限元计算过程中，由于数据量庞大，有限元模型数据核对方式往往通过不同人员不同软件间的双模型数据比对完成，该方式时间成本和人员成本巨大，且出现问题后核查问题出现的原因往往比较困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种斜拉桥有限元计算模型自检系统及方法，通过本方案可以解决上述问题。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种斜拉桥有限元计算模型自检系统，包括：

4、基本信息录入模块，用于录入桥梁的基本信息、设计图纸、施工方案；

5、有限元模型录入数据核查模块，用于录入的有限元模型的基础数据、荷载信息、边界信息、工况信息，并对录入的有限元模型的基础数据、荷载信息、边界信息、工况信息进行核查，生成有限元模型录入数据核查结果；

6、结构响应数据核查模块，用于录入结构典型工况的响应结果，并对桥梁结构的位移结果、应力结果、索力结果、支反力结果、振型结果进行核查，生成结构数据核查结果；

7、自动生成自检报告模块，用于基于所述有限元模型录入数据核查结果和结构数据核查结果，生成自检报告。

8、在一些实施方式中，所述有限元模型录入数据核查模块，包括：

9、基础数据核查模块，用于调取所述桥梁的基本信息、设计图纸、施工方案，生成基础数据核查界面，以供用户对录入的桥名、桥型、跨径、体系，模型离散方式是否合理，材料特性是否正确，截面信息是否正确，单元类型、单元是否重复核对、节点是否为自由节点进行核查；

10、荷载信息核查模块，用于基于所述桥梁的设计图纸和所述荷载信息生成荷载信息核查界面，以供所述用户对各个节段单元自重是否正确，节点荷载是否正确，单元荷载是否正确，临时荷载成桥后是否全部钝化，拉索索力各工况索力状态，预应力荷载数据的数量级是否正确，钢束总数量是否正确，车辆/人群荷载检查修正系数是否正确，检查冲击系数是否重复计入进行核查。

11、在一些实施方式中，在所述基础数据核查模块中：

12、核查模型离散方式是否合理包括：模拟平面杆系、空间梁格、实体单元，判断模拟方式是否合理；

13、核查材料特性是否正确包括：统一材料的单元，并基于材料特性标准规范检查材料特性是否正确；

14、核查截面信息是否正确包括：基于设计图纸，对预设比例的截面进行抽检、检查空间截面的角度、验证斜拉索截面的截面直径和容重、并核对截面显示效果是否异常。

15、在一些实施方式中，在所述荷载信息核查模块中：

16、核查各个节段单元自重是否正确，包括：通过修改容重、线荷载、节点荷载，与所述设计图纸进行对比；

17、核查节点荷载是否正确，包括：对斜拉索梁端锚点、齿块、横隔板进行核查；

18、核查单元荷载是否正确，包括：对基于所述设计图纸对二期荷载、桥面板、湿接缝进行核查；

19、核查临时荷载成桥后是否全部钝化，包括：对成桥后的挂篮、吊机、吊架、临时配重荷载是否全部钝化进行核查；

20、核查拉索索力各工况索力状态，包括：核查各工况索力是否出现负值，核查一张索力是否变形超过预设阈值且造成结构内力超过限制，核查二张所里张拉时是否大于当前公开索力值；

21、核查预应力荷载数据的数量级是否正确，包括：统一单位后核查预应力荷载数据的数量级是否正确；

22、核查钢束总数量是否正确，包括：核查每种钢束的数量n值，核查钢束总数量，核查全桥施工完成后钢束的总数量；

23、核查车辆/人群荷载检查修正系数是否正确，包括：核查修正系数，核查冲击系数是否重复。

24、在一些实施方式中，所述有限元模型录入数据核查模块，还包括：

25、边界信息核查模块，用于核查弹性连接边界的刚度数量级，基于所述设计图像核对成桥边界，基于所述施工方案核对各工序边界，核对边界变更前后输出振型结果。

26、在一些实施方式中，所述结构响应数据核查模块，包括：

27、位移结果核查模块，用于基于所述桥梁的基本信息生成有限元计算模块，以供所述用户对所述桥梁的主梁各工况单步变形规律及方向是否合理，主塔各工况偏位变形规律及方向是否合理，主梁累积变形值范围是否合理，涉及切线拼装的钢主梁累积总位移值范围是否合理，主塔累积偏位值范围是否合理，二期恒载变形规律及范围是否合理，车辆及人群活载变形规律及范围是否合理，结构变形最不利工况确认及结果进行核查；

28、应力结果核查模块，用于对主梁全施工过程应力是否满足要求，主塔全施工过程应力是否满足要求，联合截面全施工过程各组成截面应力是否满足要求，结构应力最不利工况确认及结果进行核查；

29、索力结果核查模块，用于对成桥索力计算误差，斜拉索全施工过程安全系数是否满足规范要求，二张索力张拉时的状态，成桥索力是否均匀合理，结构索力最不利工况确认及结果进行核查；

30、支反力结果核查模块，用于对支承支点的最大支反力是否满足要求，局部是否屈服，全施工过程是否出现负值支反力，成桥状态下支反力之和是否与结构自重匹配；

31、振型结果核查模块，用于：对各典型工况下的结构振型进行是否合理，成桥状态下结构振型进行是否合理且频率计算值是否合理。

32、在一些实施方式中，所述应力满足要求包括：

33、对于混凝土结构的理论计算值不大于10mpa，误差限值为±2.0mpa，当计算值大于10mpa，误差限值为±20％且不超过±4.0mpa；

34、对于钢结构的理论计算值不大于100mpa，误差限值为±10.0mpa，当计算值大于100mpa，误差限值为±10％且不超过±20.0mpa。

35、在一些实施方式中，一种斜拉桥有限元计算模型自检方法，包括：

36、录入桥梁的基本信息、设计图纸、施工方案；

37、录入的有限元模型的基础数据、荷载信息、边界信息、工况信息，并对录入的有限元模型的基础数据、荷载信息、边界信息、工况信息进行核查，生成有限元模型录入数据核查结果；

38、录入结构典型工况的响应结果，并对桥梁结构的位移结果、应力结果、索力结果、支反力结果、振型结果进行核查，生成结构数据核查结果；

39、基于所述有限元模型录入数据核查结果和结构数据核查结果，生成自检报告。

40、在一些实施方式中，所述录入的有限元模型的基础数据、荷载信息、边界信息、工况信息，并对录入的有限元模型的基础数据、荷载信息、边界信息、工况信息进行核查，生成有限元模型录入数据核查结果，包括：

41、调取所述桥梁的基本信息、设计图纸、施工方案，生成基础数据核查界面，以供用户对录入的桥名、桥型、跨径、体系，模型离散方式是否合理，材料特性是否正确，截面信息是否正确，单元类型、单元是否重复核对、节点是否为自由节点进行核查；

42、基于所述桥梁的设计图纸和所述荷载信息生成荷载信息核查界面，以供所述用户对各个节段单元自重是否正确，节点荷载是否正确，单元荷载是否正确，临时荷载成桥后是否全部钝化，拉索索力各工况索力状态，预应力荷载数据的数量级是否正确，钢束总数量是否正确，车辆/人群荷载检查修正系数是否正确，检查冲击系数是否重复计入进行核查。

43、在一些实施方式中，所述录入结构典型工况的响应结果，并对桥梁结构的位移结果、应力结果、索力结果、支反力结果、振型结果进行核查，生成结构数据核查结果，包括：

44、基于所述桥梁的基本信息生成有限元计算模块，以供所述用户对所述桥梁的主梁各工况单步变形规律及方向是否合理，主塔各工况偏位变形规律及方向是否合理，主梁累积变形值范围是否合理，涉及切线拼装的钢主梁累积总位移值范围是否合理，主塔累积偏位值范围是否合理，二期恒载变形规律及范围是否合理，车辆及人群活载变形规律及范围是否合理，结构变形最不利工况确认及结果进行核查；

45、对主梁全施工过程应力是否满足要求，主塔全施工过程应力是否满足要求，联合截面全施工过程各组成截面应力是否满足要求，结构应力最不利工况确认及结果进行核查；

46、对成桥索力计算误差，斜拉索全施工过程安全系数是否满足规范要求，二张索力张拉时的状态，成桥索力是否均匀合理，结构索力最不利工况确认及结果进行核查；

47、对支承支点的最大支反力是否满足要求，局部是否屈服，全施工过程是否出现负值支反力，成桥状态下支反力之和是否与结构自重匹配；

48、对各典型工况下的结构振型进行是否合理，成桥状态下结构振型进行是否合理且频率计算值是否合理。

49、通过本发明提供的一种斜拉桥有限元计算模型自检系统及方法和电压源至少可以实现以下技术效果：

50、本发明提供了一种斜拉桥有限元计算模型自检系统及方法，查询了大量的类似工程项目经验，梳理了复杂斜拉桥有限元计算模型的常见问题，整理出系统的有限元模型核对流程、内容及方法，形成一套标准的斜拉桥有限元计算模型自检系统及方法，解决复杂斜拉桥有限元计算模型核查时的相关技术中成本高、周期长、解决方案难定位的问题。