(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 202210520248.5 (22)申请日 2022.05.12 (71)申请人 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 地址 430056 湖北省武汉市经济技 术开发 区 （沌口） 博学路8号 (72)发明人 苗润池　徐伟　谢瑞杰　王乐冰　 王碧波　李龙安　许磊平　 (74)专利代理 机构 武汉智权专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42225 专利代理师 张凯 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) E01D 19/04(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种减隔震支座的设计方法及系统 (57)摘要 本申请涉及一种减隔震支座的设计方法及 系统， 涉及铁路桥梁工程技术领域， 包括分别根 据各个地震工况下减隔震支座的内力 ‑位移变形 关系处理得到等效线性刚度。 将不同地震工况下 减隔震支座的等效线性刚度代入车桥结构的第 二有限元模 型进行进行车桥动力分析， 得到车桥 响应结果， 从而校准减隔震支座的设计参数。 本 申请通过不同地震工况下减隔震支座的内力 ‑位 移变形关系， 得到不同地震工况下减隔震支座的 等效线性刚度， 方便桥梁设计人员使用等效线性 刚度数据构建包含减隔震支座的第二有 限元模 型， 能够在模型准确模拟减隔震支座， 极大的提 高了设计工作效率， 利用第二有限元模型指导桥 梁设计和运营管控， 可以降低或避免地震对列车 行车安全的影响。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 115169166 A 2022.10.11 CN 115169166 A 1.一种减隔震支座的设计方法， 其特 征在于， 包括： 构建铁路桥梁的第 一有限元模型， 将减隔震支座的设计参数代入其中进行非线性 时程 分析， 得到不同地震工况 下减隔震支座的内力 ‑位移变形关系； 分别根据各个地震工况下减隔震支座的内力 ‑位移变形关系进行处理， 得到相应工况 下减隔震支座的等效线性刚度； 构建车桥耦合振动分析的第 二有限元模型， 将不同地震工况下减 隔震支座的等效线性 刚度代入其中进行进行 车桥动力分析， 得到不同地震工况 下的车桥响应结果； 判断所述车桥响应结果是否符合管控目标， 若是， 则输出所述设计参数； 若否， 则更新 所述设计参数。 2.如权利要求1所述的减隔震支座的设计方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 构建铁路桥梁的第一有限元模型， 进行反应谱分析， 确定减隔震支座的设计参数； 构建铁路桥梁的第一有限元模型时， 采用边界非线性模拟减隔震支座的结构； 所述设计参数包括屈前刚度、 屈后刚度、 屈服力和地震最大设计位移。 3.如权利要求1所述的减 隔震支座的设计方法， 其特征在于， 所述将减隔震支座的设计 参数代入其中进行非线性时程分析， 得到不同地震工况下减隔震支座的内力 ‑位移变形关 系， 具体包括： 根据预设指标参数选取一 地震时程波； 基于该地震时程波和一组预设调 整系数， 得到一组具有不同加速度峰值的地震时程波 组合； 将减隔震支座的设计参数代入第 一有限元模型， 并利用地震时程波组合进行非线性 时 程分析， 得到不同地震工况 下减隔震支座的内力 ‑位移变形关系。 4.如权利要求3所述的减 隔震支座的设计方法， 其特征在于， 所述预设指标参数包括铁 路桥梁场地类别、 特 征周期、 以及基本地震动峰值加速度。 5.如权利要求1所述的减 隔震支座的设计方法， 其特征在于， 所述减隔震支座的等效线 性刚度采用下述公式计算得到： 其中， K等 效表示在相应地震工况 下， 减隔震支座的等效线性刚度； F工 况表示在相应地震工况 下， 减隔震支座的内力； D工 况表示在相应地震工况 下， 减隔震支座的位移。 6.如权利要求1所述的减 隔震支座的设计方法， 其特征在于， 所述第 二有限元模型包含 车辆子系统、 轨道子系统和桥梁子系统； 车辆子系统和轨道子系统具有轮轨相互作用力， 轨道子系统和桥梁子系统具有桥轨相 互作用力； 所述的桥梁子系统包含桥梁上部结构、 桥梁下部结构和桥梁支座结构， 桥梁上部结构 和桥梁下部结构之间通过桥梁支座结构进行连接， 当桥梁支座为减隔震支座时， 按等效线 性刚度模拟。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169166 A 27.如权利要求1所述的减 隔震支座的设计方法， 其特征在于， 所述管控目标包括不同小 震管控目标、 中震管控目标、 以及大震管控目标； 所述管控目标均包括行车安全性要求和舒适性指标要求， 所述行车安全性要求包括脱 轨系数和轮重减载率指标， 所述 舒适性指标要求包括加速度和斯佩林指标。 8.一种减隔震支座的设计系统， 其特 征在于， 包括： 第一分析模块， 其用于构建铁路桥梁的第一有限元模型， 将减隔震支座的设计参数代 入其中进行非线性时程分析， 得到不同地震工况 下减隔震支座的内力 ‑位移变形关系； 第二分析模块， 其用于分别根据各个地震工况下减隔震支座的内力 ‑位移变形关系进 行处理， 得到相应工况 下减隔震支座的等效线性刚度； 第三分析模块， 其用于构建车桥耦合振动分析的第二有限元模型， 将不同地震工况下 减隔震支座的等效线性刚度代入其中进行进 行车桥动力分析， 得到不同地震工况下的车桥 响应结果； 判断所述车桥响应结果是否符合管控目标， 若 是， 则输出所述设计参数； 若否， 则 更新所述设计参数。 9.如权利要求8所述的减 隔震支座的设计系统， 其特征在于， 所述第 二分析模块采用下 述公式计算得到所述减隔震支座的等效线性刚度： 其中， K等 效表示在相应地震工况 下， 减隔震支座的等效线性刚度； F工 况表示在相应地震工况 下， 减隔震支座的内力； D工 况表示在相应地震工况 下， 减隔震支座的位移。 10.如权利要求8所述的减隔震支座的设计系统， 其特征在于， 所述第三分析模块还用 于在得到最终的第二有限元模型后， 将地震预警信息代入得到相应的车桥响应结果， 将该 车桥响应结果与所述管控目标进行比对， 输出管控结果； 所述地震预警信息包括监测到的 地震波数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169166 A 3