[发明专利]一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法

说明书

本申请涉及景观桥梁设计领域，具体公开了一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，该方法包括：a、模拟并确定构件参数；b、生成有限元结构分析模型；c、结构分析计算；d、导出模型族()的计算结果；e、导出模型族()的计算结果；f、结构模型检验；g、构件截面优化及承载力校核。本设计方法改善了传统景观桥设计过程中桥梁找型困难、结构受力不当、浪费多余材料等缺点。通过运用该设计方法，能够大量减少设计过程中的人力投入，利用数字化的手段对目标设计桥梁进行快速、高效的参数化迭代设计，力求在设计过程中寻求最优方案，减少设计师的时间成本投入，提高效率，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本申请涉及景观桥梁设计领域，尤其是涉及一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法。

背景技术

随着经济社会的发展，建造桥梁的目的已不再局限于满足交通需要，设计师们开始着眼于设计出既能够满足桥梁使用功能，又能够反映城市经济技术发展水平的景观桥。景观桥在美学的设计原则指导下，结合工程状况和地域特征，融合艺术与结构进行创造。景观桥形式多种多样，工程中应用较多的有拱式斜拉桥，斜柱塔式斜拉桥以及斜塔式斜拉景观桥等。

例如，授权公告号为CN111041969A，专利名称为一种基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥及设计建造方法的发明专利，其建造方法包括如下步骤：

预制收敛式复合曲线的拱脚段和空腹结构的拱腹-拱顶段；预制拱脚支撑面水平方向呈A倾角的拱脚支撑基础；固定两个拱脚支撑基础，并将两个拱脚段分别与所述拱脚支撑基础对接；

将所述拱腹-拱顶段的两端分别与所述拱脚段对接；根据拱桥各结构的结构系数判断所述拱桥是否可靠，若是，则，所述拱桥投入使用；

各结构包括拱腹-拱顶段、拱脚段、拱脚支撑基础；结构系数为各结构截面的实测应力值与解应力值的比值；实测应力值为所述结构现场实际测试到的截面应力值；解应力值为结构根据空间分析算法计算获取到的应力值。

针对上述相关技术，发明人认为，斜拉桥(拱桥)设计过程中通常采取人工式、机械化的方式进行，依次进行找型、方案设计、深化设计等流程，操作过程中未能通过迭代的参数化方式进行方案比选，设计方式效率低下，通常不能够高效筛选出最优方案。

发明内容

为了改善斜塔式斜拉景观桥找型、结构优化困难的问题，本申请提供一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法。

本申请提供的一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，采用如下的技术方案：

一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，包括：

a、模拟并确定构件参数；

b、生成有限元结构分析模型；

c、结构分析计算；

d、导出模型族(α)的计算结果；

e、导出模型族(n)的计算结果；

f、结构模型检验；

g、构件截面优化及承载力校核；

其中，所述a、模拟并确定构件参数，具体包括如下步骤：

步骤S1：根据设计资料，进行景观桥的初步建筑设计，考察设计地点是否适合使用斜塔式拉索景观桥，根据实际需求和景观效果确定该景观桥的桥端支点之间的距离，即桥的跨度l，并确定桥面弯曲的轴线y₁(x)；

步骤S2：根据桥面轴线与荷载，将桥面等效成普通直桥面，将桥面平面上的桥面轴线以及桥面上的荷载，向竖直面投影，桥面轴线在竖直面上的投影即等效桥面轴线为桥面平面与竖直面的交线，荷载的投影即等效荷载为q’(x)＝∫q(x)dy；