[发明专利]一种大跨桥梁风与温度荷载联合设计值的确定方法

权利要求书

1.一种大跨桥梁风与温度荷载联合设计值的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)收集桥梁附近气象观测站的30年以上风速与气温的极值样本组；

(2)按炎热季和寒冷季将风速与气温的各个极值样本组分割成两个子样本组；

(3)建立各个子样本组中风速与气温的二维联合分布模型；

(4)根据各个子样本组的联合分布计算风速与气温的两变量重现期；

(5)以两变量重现期与单变量的设计重现期相同为原则，绘制各个子样本组的两变量重现期等值线；

(6)在两变量重现期等值线上，按荷载规范先设定其中一个变量的取值，对应的风速与气温组合构成一组基本风速与气温联合设计值；

(7)将基本风速换算至桥梁计算基准高度处设计风速、气温换算至结构温度，即为风与温度荷载的联合设计值。

2.根据权利要求1所述的一种大跨桥梁风与温度荷载联合设计值的确定方法，其特征在于，所述步骤(1)中极值样本组的收集方法采用月极值取样，所得极值样本组包括：

极值风速样本组：月极值风速以及此时对应的气温；

最高气温样本组：月最高气温以及此时对应的风速；

最低气温样本组：月最低气温以及此时对应的风速。

3.根据权利要求1所述的一种大跨桥梁风与温度荷载联合设计值的确定方法，其特征在于，所述步骤(3)中建立各个子样本组中风速与气温的二维联合分布模型的具体步骤如下：

(3.1)分别构建各个子样本组中风速和气温的边缘分布模型；

(3.2)利用Copula函数构建各个子样本组中风速和气温的联合分布模型。

4.根据权利要求1所述的一种大跨桥梁风与温度荷载联合设计值的确定方法，其特征在于，所述步骤(4)中根据各个子样本组的联合分布计算风速与气温的两变量重现期的具体步骤如下：

(4.1)同现重现期

(4.2)第二重现期

式中，R_X(x)和F_Y(y)分别表示风速和温度的边缘分布，ω_T表示极值样本的取样时间间隔，单位为年，采用月极值时ω_T等于1/12，K(p)为Copula函数C的分布函数。

5.根据权利要求1所述的一种大跨桥梁风与温度荷载联合设计值的确定方法，其特征在于，所述步骤(6)中基本风速与气温联合设计值包括以下四种：

根据极值风速样本组炎热季部分的极值风速与对应气温的两变量重现期等值线，计算当风速取荷载规范规定的基本风速时最高气温的折减值，此时的基本风速与最高气温折减值构成一组联合设计值；

根据极值风速样本组寒冷季部分的极值风速与对应气温的两变量重现期等值线，计算当风速取荷载规范规定的基本风速时最低气温的折减值，此时的基本风速与最低气温折减值构成一组联合设计值；

根据最高气温样本组炎热季部分的最高气温与对应风速的两变量重现期等值线，计算当气温取荷载规范规定的最高气温时基本风速的折减值，此时的最高气温与基本风速折减值构成一组联合设计值；

根据最低气温样本组寒冷季部分的最低气温与对应风速的两变量重现期等值线，计算当气温取荷载规范规定的最低气温时基本风速的折减值，此时的最低气温与基本风速折减值构成一组联合设计值。