(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 202210550081.7 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 广东工业大 学 地址 510000 广东省广州市东 风东路729号 (72)发明人 邹锦华　林家豪　郑耀华　黄福华　 杜腾福　张世健　陈伟　黄龙田　 陈海斌　 (74)专利代理 机构 北京瑞盛铭杰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11617 专利代理师 廖锐 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G01M 7/02(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 新型钢弹簧 浮置板隔振市政道路 设计方法 (57)摘要 本发明公开了新型钢弹簧浮置板隔振市政 道路设计方法， 包括如下步骤： S1.市政道路振动 测试与分析， 确定市政道路 交通车辆的数值计算 模型； S2.确定振动控制限值； S3.初步确定浮置 板隔振道路的结构参数； S4.建立浮置板隔振道 路的数值模型； S5.对浮置板隔振道路的数值模 型进行静力计算； 将满足受力要求的数值模型， 进行动力计算； S6.选取浮置板隔振道路周围的 敏感建筑进行振动评价； S7.对满足隔振要求的 浮置板隔振道路采用隔振效果评估指标验证隔 振效果。 该方法能够设计得到能够最大限度地减 小汽车荷载作用下市政道路振动的钢弹簧浮置 板隔振市政道路， 从而能够保证满足市政道路邻 近的居民区、 商业区、 文教区等区域的振动要求。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114925428 A 2022.08.19 CN 114925428 A 1.一种新型钢弹簧 浮置板隔振市政道路设计方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1.选择与目标浮置板隔振道路具有相同或相似的交通车辆荷载因素的市政道路进行 振动测试， 得到 市政道路振动实测数据； 根据得到的市政道路振动实测数据， 确定 市政道路 交通车辆的数值计算模型； S2.根据不同区域的振动控制要求， 确定振动控制限值； S3.确定浮置 板隔振道路的结构参数 范围； S4.在所述结构参数范围内选取结构参数， 对所述结构参数建立浮置板隔振道路的数 值模型； S5.对步骤S4建立的浮置板隔振道路的数值模型进行静力计算， 判断静力计算结果是 否满足受力要求， 如果满足受力要求， 则进行下一步， 如果不满足受力要求， 对浮置板隔振 道路的结构参数进 行初步优化， 返回步骤S4； 将满足受力要求的数值模型， 输入步骤S1得到 的市政道路交通车辆的数值计算模型， 进行动力计算， 得到浮置板隔振道路附近的路面振 动响应； S6.选取浮置板隔振道路周围的敏感建筑， 以步骤S5中得到的路面振动响应作为激励 计算所述敏感建筑内部的振动， 并对计算得到的振动进行评价， 判断隔振后的敏感建筑内 部的振动是否满足规范， 如果满足规范， 则进行下一步， 如果不满足规范， 进一步优化浮置 板隔振道路的结构参数， 返回步骤S4； S7.对满足隔振要求的浮置板隔振道路采用隔振效果评估指标验证隔振效果， 判断计 算得到的隔振效果评估指标值是否低于步骤S2确定的振动控制限值， 如果低于步骤S2确定 的振动控制限值， 则浮置板隔振道路满足隔振要求， 结束设计， 如果不低于步骤S2确定的振 动控制限值， 则浮置板隔振道路不满足隔振要求， 再进一步优化浮置板隔振道路的结构参 数， 返回步骤S4。 2.根据权利要求1所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 步骤 S1中， 所述确定市政道路交通车辆的数值计算模型具体包括如下步骤： 对所述市政道路振 动实测数据进行频谱分析， 获得市政道路振动功率谱， 再采用三角级数法对获得的市政道 路功率谱进行模拟， 并施加在移动力上， 得到市政道路交通车辆的数值计算模型。 3.根据权利要求1所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 所述 步骤S3具体包括： S31.通过正交试验和有限元分析， 确定浮置 板隔振道路的长度、 宽度和厚度； S32.将钢弹簧浮置板隔振道路简化为简支梁， 建立浮置板道路有限元模型， 采用永久 作用和0.5可变作用作为静力荷载， 计算出钢弹簧刚度的范围； S33.将钢弹簧 浮置板视为单自由度体系， 根据基频 范围， 计算出钢弹簧间距的范围。 4.根据权利要求3所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 步骤 S32中， 所述计算出钢弹簧刚度的范围， 具体的计算方式如下： 计算出静力荷载作用下浮置板隔振道路最大的位移值， 查询城市桥梁规范得出允许最 大位移值； 根据所述浮置板隔振道路最大的位移值和允许最大位移值， 按下式计算弹簧对浮置板 隔振道路产生的变形： yg＝‑(ymax‑yal)  (1)权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114925428 A 2式中， yg为浮置板道路跨中挠度， ymax为静力荷载作用下浮置板隔振道路最大的位移值， yal为浮置板道路允许最大位移值； 浮置板道路跨中挠度可通过 下式得到： 式中： yg为浮置板道路跨中挠度， F为钢弹簧反力， l为浮置板道路长度， E为混凝土弹性 模量， I为截面惯性矩； 综合式(1)和(2)， 得到钢弹簧反力； 根据钢弹簧反力和所述允许最大位移值， 按下式计 算出钢弹簧刚度的阈值， 并根据所述钢弹簧刚度的阈值设定出钢弹簧刚度的范围： 式中： k0为钢弹簧刚度， F为钢弹簧反力， yal为浮置板隔振道路允许最大位移值。 5.根据权利要求3所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 步骤 S32中， 所述浮置板道路有限元模型是通过浮置板用板单元和隔振器用弹簧阻尼单元进行 建立。 6.根据权利要求3所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 步骤 S33中， 所述基频 范围是根据基频需小于 倍的交通荷载激励频率设定 。 7.根据权利要求6所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 步骤 S33中， 所述计算出钢弹簧间距的范围， 具体的计算方式如下： 利用基频 范围， 通过 下式求出弹簧总刚度的范围： 式中： f为基频， K为弹簧总刚度， M为混凝 土板质量； 利用所述弹簧总刚度的范围和从所述钢弹簧刚度的范围选取的钢弹簧刚度， 通过下式 求出钢弹簧个数的范围； K＝nk1  (5) 式中： K为弹簧总刚度， n 为钢弹簧个数， k1为钢弹簧刚度； 利用所述浮置板道路长度、 浮置板道路宽度和钢弹簧个数的范围， 通过下式计算出弹 簧间距的范围： 式中： lg为弹簧间距， a为浮置板道路长度， b为浮置板道路宽度， n0为钢弹簧个数的间 距。 8.根据权利要求1所述的新型钢弹簧浮置板隔振市政道路设计方法， 其特征在于， 所述 步骤S5具体包括： S51.将钢弹簧浮置板隔振道路视为多点支承的混凝土板式桥结构， 按照桥梁规范计算 浮置板隔振道路在各种作用组合下的内力、 变形和应力， 对所述内力、 变形和应力按规范采 用分项系数进行组合；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114925428 A 3