(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 202210959250.2 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 申请人 中铁十四局集团有限公司 (72)发明人 黄林冲　张燕丽　梁禹　蒋凯　 梁尔斌　王建伟　杜风华　李树良　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 王伟 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 管片环向接头弯曲模式识别方法、 系统、 设 备和存储介质 (57)摘要 本发明提供了管片环向接头弯曲模式识别 方法、 系统、 设备和存储介质， 通过获取环向接头 的截面处参数信息， 并根据预设分类标准对环向 接头弯曲模式进行划分得到若干个环向接头弯 曲模式， 再根据截面处参数信息， 对各个环向接 头弯曲模式的环向接头进行受力变形状态分析， 分别得到对应的弯矩转角表达式， 并根据各个弯 矩转角表达式和不同的轴力类型， 得到对应不同 受力状态下的临界弯矩表达式后， 根据临界弯矩 表达式生 成环向接头内力分布区域图， 以及在获 取实际工程中环向接头的实测弯矩值和实测轴 力值后， 根据实测弯矩值、 实测轴力值和环向接 头内力分布区域图得到实际环向接头弯曲模式 的技术方案， 能够充分考虑环向接头处的非线性 特性， 简单高效的得到各临界弯矩的高可靠性计 算公式， 根据工程中所获得的弯矩和轴力值在内 力区域分布图中的位置确定接头的变形模式， 从而能够高效指导工程。 权利要求书3页 说明书14页 附图7页 CN 115438720 A 2022.12.06 CN 115438720 A 1.一种管片环向接 头弯曲模式识别方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 获取环向接头的截面处参数信息， 并根据预设分类标准对环向接头弯曲模式进行划 分， 得到若干个环向接头弯曲模式； 所述截面处参数信息包括截面尺寸参数和截面材料参 数； 根据所述截面处参数信 息， 对各个环向接头弯曲模式的环向接头进行受力 变形状态分 析， 分别得到对应的弯 矩转角表达式； 根据各个弯矩转角表达 式和不同的轴力 类型， 得到对应不同受力状态下的临界弯矩表 达式； 根据各个受力状态下的临界弯 矩表达式， 得到环向接 头内力分布区域图； 获取实际工程中环向接头的实测弯矩值和实测轴力值， 并根据所述实测弯矩值、 实测 轴力值和所述环向接 头内力分布区域图， 得到对应的实际环向接 头弯曲模式。 2.如权利要求1所述的管片环向接头弯曲模式识别方法， 其特征在于， 所述获取环向接 头的截面处参数信息的步骤 包括： 通过实际测量或者根据装配式车站设计图， 得到所述截面尺寸参数； 所述截面尺寸参 数包括接头截面宽度、 接头截面高度、 接头长度、 螺栓离受压区混凝土边缘的高度和螺栓有 效面积； 根据材料物理性能标准， 得到所述截面材料参数； 所述截面材料参数包括混凝土弹性 模量、 螺栓弹性模量、 螺 栓屈服强度和混凝 土受压屈服强度。 3.如权利要求1所述的管片环向接头弯曲模式识别方法， 其特征在于， 所述根据 预设分 类标准对环向接 头弯曲模式进行划分， 得到若干个环向接 头弯曲模式的步骤 包括： 根据环向接头接缝处的接触状态和环向接头连接材料的受力阶段， 对所述环向接头弯 曲模式进 行划分， 得到所述环向接头弯曲模式； 所述环向接头弯曲模式包括第一弯曲模式、 第二弯曲模式、 第三弯曲模式、 第四弯曲模式和第五弯曲模式； 所述第一弯曲模式为环向接 头未张开的接缝全部 接触状态； 所述第二弯曲模式为环向接 头张开且螺 栓未承受拉力状态； 所述第三弯曲模式为螺 栓承受弹性拉力状态； 所述第四弯曲模式为螺 栓承受塑性拉力且混凝 土受压区弹性受力状态； 所述第五弯曲模式为凝 土受压区进入塑性状态。 4.如权利要求1所述的管片环向接头弯曲模式识别方法， 其特征在于， 所述根据 所述截 面处参数信息， 对各个环向接头弯曲模式的环向接头进行受力变形状态分析， 分别得到对 应的弯矩转角表达式的步骤 包括： 根据所述截面处参数信 息， 对各个环向接头弯曲模式的环向接头进行受力 变形状态分 析， 确定各个环向接 头弯曲模式的力平衡条件和变形协调条件； 根据各个环向接头弯曲模式的力平衡条件和变形协调条件， 得到对应的弯矩转角表达 式。 5.如权利要求3所述的管片环向接头弯曲模式识别方法， 其特征在于， 所述弯矩转角表 达式包括第一弯矩 转角表达式、 第二弯矩转角表达式、 第三弯矩转角表达式、 第四弯矩转角 表达式和第五弯 矩转角表达式； 所述根据 各个弯矩转角表达式和不同的轴力类型， 得到对应不同受力状态下的临界弯权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438720 A 2矩表达式的步骤 包括： 根据各个环向接头弯曲模式的弯矩转角表达 式和对应的临界状态， 得到对应的临界接 头转角； 所述临界接头转角包括接头临界分离转角、 螺栓临界受力转角、 螺栓临界屈服转角 和混凝土受压区上缘处 临界塑性 转角； 根据所述临界接头转角和弯矩转角表达 式， 确定各个受力状态下的相邻环向接头弯曲 模式间的临界弯 矩表达式。 6.如权利要求5所述的管片环向接头弯曲模式识别方法， 其特征在于， 所述轴力 类型包 括压力、 0和拉力， 与之对应的受力状态包括压弯受力状态、 纯弯受力状态和拉弯受力状态； 所述根据 所述临界接头转角和 弯矩转角表达 式， 确定各个受力状态下的相邻环向接头 弯曲模式间的临界弯 矩表达式的步骤 包括： 当所述轴力类型为压力时， 根据所述第一弯矩转角表达式、 第二弯矩转角表达式和接 头临界分离转角， 确定第一临界弯矩表达式， 并根据所述第二弯矩转角表达式、 第三弯矩 转 角表达式和所述螺栓临界受力转角， 确定第二临界弯矩表达式； 所述第一临界弯矩表达式 为： 其中， MY1表示作用在环向接头处的第一临界正弯矩； N表示作用在环向接头处的轴向 力， N>0； H表示接 头截面高度； 所述第二临界弯 矩表达式为： 其中， MY2表示作用在环向接头处的第二临界正弯矩； hb表示螺栓距离受压区边缘处的 高度； 当所述轴力 类型为0时， 根据 所述第三弯矩转角表达 式、 第四弯矩转角表达 式和螺栓临 界屈服转角， 确定第三临界弯 矩表达式； 所述第三临界弯 矩表达式为： 其中， MC表示作用在环向接头处的第三临界正弯矩； hb表示螺栓距离受压区边缘 处的高 度； Eb表示螺栓的弹性模量； Ec表示混凝土弹性模量； Tb表示螺栓屈服时所受的拉力； fb表示 螺栓屈服时的应力； b表示接 头截面宽度； 当所述轴力类型为拉力时， 根据所述第 四弯矩转角表达式、 第五弯矩转角表达式和混 凝土受压区上缘处 临界塑性 转角， 确定第四临界弯 矩表达式； 所述第四临界弯 矩表达式为： 其中， ML表示作用在环向接 头处的第四临界正弯 矩； σb表示混凝 土进入塑性时的应力。 7.如权利要求1所述的管片环向接头弯曲模式识别方法， 其特征在于， 所述根据 所述实 测弯矩值、 实测轴力值和所述环向接头内力 分布区域图， 得到对应的实际环向接头弯曲模权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438720 A 3