CN111090901B - 基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法及系统，包括：对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆‑路面‑井盖三维一体化仿真模型；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析；以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计。
Description
技术领域
本公开涉及城市道路工程技术领域，特别是涉及为基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提到了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
城市管网是城市基础设施的重要组成部分，被喻为“城市动脉”，而检查井是城市管网必不可少的组成部分。在城市管网建设中，检查井不宜布置于城市道路上，但受其他管网的布置和路幅宽度的空间限制，有相当数量的检查井布置在城市主干路、次干路和支路的道路范围内，成为了整个道路的薄弱部位。在车辆荷载的反复作用下，检查井周围路面(简称“井周路面”)极易产生沉陷、开裂、坑槽等早期病害，导致检查井沉陷，道路整体平整度变差，影响行车舒适，甚至威胁行车安全。
在实现本公开的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：
在市政道路养护中，每年用于城市道路检查井及井周路面养护维修的费用巨大，但井周路面因位置及结构的特殊性，导致其耐久性差，病害频发。由于检查井的存在不利于道路施工，井周路基、路面极难压实，导致井周路面结构失稳。同时，车辆经过井周路面及常规路面时，其荷载动态特性差异显著。当车辆经过不平整的检查井及井周路面时，井盖将发生明显的变形和振动，产生复杂、多变、远大于静载的车辆动载，加速了井周路面的破坏，导致路面平整度进一步降低，反过来将继续加大车辆动载，形成恶性循环。较大的车辆动载是井周路面病害频发的重要原因之一，且车辆荷载是路面结构设计的关键参数，而现有的车辆动载分析方法多以理论分析为主，分析时难度大、精确度低。若考虑井盖的变形和振动、检查井的沉降以及井周路面与常规路面平整度的差异性等多方面因素，现有理论方法难以获得准确的车辆动载，无法支撑城市道路检查井井周路面特殊结构位置的结构设计。因而为准确揭示井周路面破坏机理及合理设计井周路面结构，有必要发明一种简单、易行、精确的车辆动载分析方法。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法及系统；提供一种简单、易行、精确的车辆动载特性分析方法。该方法分析时充分考虑井盖的变形和振动、检查井的沉降以及井周路面与常规路面平整度的差异性，基于多体系统动力学仿真软件Simpack建立车辆-路面-井盖三维一体化模型，对车辆“上下”、“前后”、“左右”方向的三维荷载动态特性进行分析，为准确揭示城市道路检查井井周路面破坏机理及井周路面结构设计奠定基础。
第一方面，本公开提供了基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法；
基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法，包括：
对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；
构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；
将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析；
以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计。
第二方面，本公开还提供了基于车辆动载分析的井周路面结构设计系统；
基于车辆动载分析的井周路面结构设计系统，包括：
数据获取模块，其被配置为：对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；
模型构建模块，其被配置为：构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；
车辆动载分析模块，其被配置为：将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析；
路面结构设计模块，其被配置为：以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计。
第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述方法的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本发明创新性的提出了一种基于车辆动载特性分析的井周路面设计方法，解决了复杂多变的井周路面车辆荷载难获得的难题，为井周路面设计奠定理论基础。
2、本发明精确模拟井盖的变形和振动、检查井的沉降、井周路面及常规路面平整度差异性等，建立了车辆-路面-井盖三维一体化模型，分析了局部不平整度激励下的车辆动载特性，计算结果精确度高。
3、本发明获得的车辆荷载包括“上下”、“左右”及“前后”方向荷载，模拟结果精确度高，更加接近于真实荷载。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请实施例一的车辆荷载动态特性分析流程图；
图2为本申请实施例一的井周路面及非井周路面平整度示意图；
图3为本申请实施例一的城市道路检查井结构示意图；
图4为本申请实施例一的车辆荷载作用下井盖挠曲变形示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一，本实施例提供了基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法；
如图1所示，基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法，包括：
S1：对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；
S2：构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；
S3：将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析；
S4：以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计。
进一步地，所述构建井周路面模型，包括：根据井周路面平整度测试数据，建立井周路面平整度数学模型，然后，建立井周路面模型。
进一步地，所述构建非井周路面模型，包括：根据非井周路面平整度测试数据，建立非井周路面平整度数学模型，然后，建立非井周路面模型。
进一步地，所述构建井盖变形及检查井沉降模型，包括：计算井盖挠曲变形，结合井盖挠曲变形和检查井沉降数据，建立井盖变形及检查井沉降模型。
进一步地，所述S1中，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；具体包括：井周路面病害监控及平整度测试：对城市道路检查井及井周路面展开病害监控，确定井周路面病害易发范围；根据确定的井周路面病害易发范围，对井周路面及非井周路面进行平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据。
作为一个或多个实施例，所述S1中，确定井周路面病害易发范围，是通过计算历史井周路面病害易发范围的平均值来获取。
例如：确定井周路面病害易发范围确定方法为：对多条城市道路大量检查井井周路面病害范围展开测量，获得井周路面病害面积，而后将面积等效为圆形区域(包含井盖)，大小以半径r表示。而后对半径r数据进行统计分析，得到95％保证率条件下的r的最大值，以此作为井周路面病害易发范围表征值。
作为一个或多个实施例，所述S1中，对井周路面及非井周路面进行平整度测试，是采用达普勒斯平整度仪或三米直尺对井周路面及非井周路面平整度进行测试，获得井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据。
例如，井周路面及常规路段进行平整度测试方法为：采用达普勒斯平整度仪或三米直尺测定井周路面(即前文确定的井周路面病害易发范围内的路面)及非井周路面(距井盖中心举例大于3m，井周路面前后各测量2m)平整度数据，将同一条道路上分散的井周路面和非井周路面平整度数据分别整合，视为一条连续的道路，获得单条道路井周路面及非井周路面平整度数据。
作为一个或多个实施例，所述S1中，获得检查井沉降数据；其中检查井沉降数据，具体是指：检查井沉降深度，检查井沉降深度的大小用一个数值h简单表示。
作为一个或多个实施例，所述S1中，井周路面平整度测试数据，例如：每隔10cm采集井周路面的高程差数据。
作为一个或多个实施例，所述S1中，非井周路面平整度测试数据，例如：每隔10cm采集非井周路面的高程差数据。
进一步地，所述S2中，构建车辆模型，是采用多体系统动力学仿真软件Simpack建立车辆模型。
作为一个或多个实施例，所述S2中，采用多体系统动力学仿真软件Simpack建立车辆模型；具体步骤包括：
选用代表性公交车车型为研究对象，采用多体系统动力学仿真软件Simpack建立车辆模型。
进一步地，构建车辆模型的具体步骤为：
首先，把整车分解为轮胎、车架、车厢、前桥、后桥、悬架多个子系统模块，建立各个子系统的拓扑关系图；
然后，根据各个子系统的拓扑关系图建立各子系统的仿真模型，并定义各子系统的物理和几何模型参数；
最后，根据各个子系统的拓扑关系图将各系统进行组装，构建整车虚拟样机。
选取中通LCK6125HQGN公交车为代表性车型，其模型主要参数见表1。
建模时，车厢、车架的模型首先通过软件Pro/E建立，然后通过相关接口导入Simpack，其余子系统的模型可直接在Simpack中构建。
表1中通LCK6125HQGN公交车模型主要参数
进一步地，构建井周路面模型和构建非井周路面模型；均是通过多体系统动力学仿真软件Simpack建立。
作为一个或多个实施例，根据井周路面平整度测试数据，建立井周路面平整度数学模型，然后，建立井周路面模型；具体步骤包括：
S201：根据井周路面平整度测试数据，计算井周路面平整度标准差；
S202：根据井周路面平整度标准差，计算井周路面功率谱密度；
S203：根据井周路面功率谱密度，确定井周路面平整度等级；
S204：根据井周路面平整度等级，采用谐波叠加法，建立井周路面平整度数学模型；构建适用于Simpack仿真分析的井周路面模型。
进一步地，所述S201中，根据井周路面平整度测试数据，计算井周路面平整度标准差；具体步骤包括：
根据井周路面平整度测试高程差数据，计算平整度标准差，假定井周路面平整度标准差σ为6.2mm。
作为一个或多个实施例，根据非井周路面平整度测试数据，建立非井周路面平整度数学模型，然后，建立非井周路面模型；具体步骤包括：
S211：根据非井周路面平整度测试数据，计算非井周路面平整度标准差；
S212：根据非井周路面平整度标准差，计算非井周路面功率谱密度；
S213：根据非井周路面功率谱密度，确定非井周路面平整度等级；
S214：根据非井周路面平整度等级，采用谐波叠加法，建立非井周路面平整度数学模型；构建适用于Simpack仿真分析的非井周路面模型。
进一步地，所述S212中，根据非井周路面平整度测试数据，计算非井周路面平整度标准差；具体步骤包括：
根据非井周路面平整度测试高程差数据，计算平整度标准差，假定非井周路面平整度标准差σ为0.6mm。
进一步地，所述井周路面功率谱密度的计算过程与非井周路面功率谱密度的计算过程一样。
进一步地，所述S202中，计算井周路面功率谱密度；具体步骤包括：
井周路面功率谱密度公式：
其中，n表示空间频率，n为波长λ的倒数；n0表示空间参考频率，n0为0.1m-1；w表示频率指数，w取2。
由于汽车隔振系统的抗振作用，车辆仅对某些路面空间频率响应较大，假定路面空间频率上、下限为n1和n2，则：
n1和n2的确定要保证车辆以正常速度行驶时，路面平整度引起的车辆振动频率包含汽车的固定频率。
假定车速为v(单位为m/s)，路面平整度空间频率为n，则车辆所受的激振频率f＝v*n。若车辆的固有频率为(f1，f2)，则反过来计算路面平整度空间频率上、下限值，见式(3)和式(4)。载重车固有频率为0.7～15Hz,车速为10～50m/s。
为包含载重汽车的固有频率，令f1＝0.5Hz，f2＝30Hz，由式(3)和式(4)计算得，n1＝0.01m-1，n2＝3m-1。
为避免在计算路面功率谱密度时频率混叠，应保证路面平整度测量时采样间距
本公开取0.1m。
同样，为保证获得足够的采样点得到路面功率谱，要求路面总长度
本公开取200m，采样点总量为N＝L/Δx＝2000。
因而在路面空间频率上、下限[n1，n2]范围内，求得N个空间频率值，如式(5)所示：
ni＝n1+(i-1/2)×Δn (5)
其中，
i表示第i个采样点；
结合路面功率谱密度Gq的概念，则路面平整度方差，如式(6)所示:
令
则/>
将式(1)代入式(6)得式(7):
由前文分析可知：Δn＝0.0015m-1，n0＝0.1m-1，w＝2，结合井周路面平整度测试数据计算所得σ分别为6.2mm和0.6mm，代入式(7)计算得井周路面功率谱密度Gq(n0)为41.0×10-6m2/m-1，非井周路面功率谱密度为9.0×10-6m2/m-1。
进一步地，所述确定井周路面平整度等级的计算过程与确定非井周路面平整度等级的计算过程一样。
进一步地，所述确定井周路面平整度等级，是根据井周路面功率谱密度查表得到的。
根据计算所得功率谱密度，根据1984年国际标准化组织提出的“路面平整度表示方法草案”，查表2确定井周路面及常规路面平整度等级分别为B级和A级。可见井周路面平整度明显比常规路面要差。
表2路面平整度分级
作为一个或多个实施例，所述S214中，根据非井周路面平整度等级，采用谐波叠加法，建立非井周路面平整度数学模型；构建适用于Simpack仿真分析的非井周路面模型；具体步骤包括：
正弦波函数
的标准差为Ai，因而将n个正弦函数数据叠加构成井周路面及非井周路面的随机路面数学模型，如式(8)所示：
其中，x表示路面水平方向距离；θi表示满足正态分布的分布于区间[0，2π]的随机数值。
根据式(1)～(8)，结合路面平整度调查数据及路面功率谱密度计算值，利用Matlab编程计算，得到某条路井周路面及非井周路面的平整度数据，如图2所示，用于Simpack建模及仿真分析。
所述井周路面平整度数学模型，包括：井周路面纵向平整度模型和井周横向平整度模型，且纵横向平整度等级相同，所述井周路面平整度数学模型为三维路面模型。
进一步地，所述计算井盖挠曲变形，是通过有限元方法计算井盖挠曲变形。
进一步地，所述建立井盖变形及检查井沉降模型；是采用多体系统动力学仿真软件Simpack建立井盖变形及检查井沉降模型。
作为一个或多个实施例，所述计算井盖挠曲变形；具体步骤包括：
利用有限元分析软件建立井盖、井身、井周路基及路面模型，计算标准轴载作用下井盖中心位移值即井盖中心挠度ω。
建立的井身模型包括井筒、井室、混凝土垫层、混凝土盖板、混凝土调节环，如图3所示，且各组成结构的模型均采用弹性模型，参数包括模量、泊松比及厚度，具体模型参数值见表3。
表3检查井及井周路面模型参数
应理解的，所述有限元分析软件其中井盖挠曲变形ω示意图如图4所示，计算时，计算荷载为标准轴载BZZ-100kN，荷载半径为0.302m的圆形均布荷载，荷载中心位于井盖中心，大小为0.7MPa，井盖边缘上下变形固定(Z方向)、前后、左右(x、y方向)自由。
应理解的，所述有限元分析软件例如ABAQUS。
作为一个或多个实施例，所述结合井盖挠曲变形和检查井沉降数据，建立井盖变形及检查井沉降模型；具体步骤包括：
S221：构建井盖变形轨迹方程；
根据有限元计算的井盖挠度ω，将井盖变形简化为圆弧形，以井盖中心为坐标原点，向下为正，则球心坐标为(0,0,a)，a为球心与井盖中心的距离，构建井盖变形轨迹方程：
其中，r表示轨迹方程球体半径，单位为m；L表示井盖直径，单位为m；ω表示井盖的挠曲变形量，单位为m。
S222：构建井盖及检查井沉降模型；
基于检查井沉降数据h和井盖变形轨迹方程，采用三角网格法和Delaunay算法建立适用于Simpack仿真分析的井盖及检查井沉降模型。
进一步地，所述S3中，获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，是利用Simpack软件进行多体系统动力学仿真分析，获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载。
作为一个或多个实施例，所述S3中，将车辆模型、路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型；是利用Simpack软件进行合并。
作为一个或多个实施例，所述S3中，利用Simpack软件进行多体系统动力学仿真分析，获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，为井周路面结构设计及破坏机理分析奠定基础。
应理解的，所述S3中，所述车辆荷载包括车辆各个轮胎的接地荷载，荷载方向包括“上下”、“左右”和“前后”三个方向，荷载动态特性是指荷载大小随车辆作用位置及时间而变化的荷载特性。
应理解的，所述S4中，以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计，所依据的规范为《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2017)。
实施例二，本实施例还提供了基于车辆动载分析的井周路面结构设计系统；
基于车辆动载分析的井周路面结构设计系统，包括：
数据获取模块，其被配置为：对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；
模型构建模块，其被配置为：构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；
车辆动载分析模块，其被配置为：将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析；
路面结构设计模块，其被配置为：以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计。
实施例三，本实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例一所述方法的步骤。
实施例四，本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例一所述方法的步骤。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于车辆动载分析的井周路面结构设计方法，其特征是，包括：
对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；
构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；
将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型，是利用Simpack软件进行合并；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析； 以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计；
构建车辆模型的具体步骤为：首先，把整车分解为轮胎、车架、车厢、前桥、后桥、悬架多个子系统模块，建立各个子系统的拓扑关系图；
然后，根据各个子系统的拓扑关系图建立各子系统的仿真模型，并定义各子系统的物理和几何模型参数；
最后，根据各个子系统的拓扑关系图将各系统进行组装，构建整车虚拟样机；
所述构建井周路面模型，包括：
根据井周路面平整度测试数据，建立井周路面平整度数学模型，然后，建立井周路面模型；具体步骤包括：
S201：根据井周路面平整度测试数据，计算井周路面平整度标准差；
S202：根据井周路面平整度标准差，计算井周路面功率谱密度；
S203：根据井周路面功率谱密度，确定井周路面平整度等级；
S204：根据井周路面平整度等级，采用谐波叠加法，建立井周路面平整度数学模型；构建适用于 Simpack 仿真分析的井周路面模型；
所述构建非井周路面模型，包括：根据非井周路面平整度测试数据，建立非井周路面平整度数学模型，然后，建立非井周路面模型；具体步骤包括：
S211：根据非井周路面平整度测试数据，计算非井周路面平整度标准差；S212：根据非井周路面平整度标准差，计算非井周路面功率谱密度；
S213：根据非井周路面功率谱密度，确定非井周路面平整度等级；
S214：根据非井周路面平整度等级，采用谐波叠加法，建立非井周路面平整度数学模型；构建适用于Simpack仿真分析的非井周路面模型；
所述构建井盖变形及检查井沉降模型，包括：计算井盖挠曲变形，结合井盖挠曲变形和检查井沉降数据，建立井盖变形及检查井沉降模型。
2.如权利要求 1 所述的方法，其特征是，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；具体包括：井周路面病害监控及平整度测试：对城市道路检查井及井周路面展开病害监控，确定井周路面病害易发范围；根据确定的井周路面病害易发范围，对井周路面及非井周路面进行平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据。
3.如权利要求 2所述的方法，其特征是，对井周路面及非井周路面进行平整度测试，是采用达普勒斯平整度仪或三米直尺对井周路面及非井周路面平整度进行测试，获得井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据。
4.基于车辆动载分析的井周路面结构设计系统，其特征是，采用权利要求1-3任一所述的方法的车辆动载分析的井周路面结构设计系统，包括：数据获取模块，其被配置为：对井周路面病害进行监控及平整度测试，获得检查井沉降数据、井周路面平整度测试数据及非井周路面平整度测试数据；模型构建模块，其被配置为：构建车辆模型；基于井周路面平整度测试数据，构建井周路面模型；基于非井周路面平整度测试数据，构建非井周路面模型；基于检查井沉降数据，构建井盖变形及检查井沉降模型；车辆动载分析模块，其被配置为：将车辆模型、井周路面模型、非井周路面模型和井盖变形及检查井沉降模型，合并为车辆-路面-井盖三维一体化仿真模型；获得车辆经检查井及井周路面时的车辆荷载，进而进行车辆动载分析；
路面结构设计模块，其被配置为：以车辆动载分析为基础，考虑车辆动载系数，进行路面结构设计；
构建车辆模型的具体步骤为：首先，把整车分解为轮胎、车架、车厢、前桥、后桥、悬架多个子系统模块，建立各个子系统的拓扑关系图；
然后，根据各个子系统的拓扑关系图建立各子系统的仿真模型，并定义各子系统的物理和几何模型参数；
最后，根据各个子系统的拓扑关系图将各系统进行组装，构建整车虚拟样机；
所述构建井周路面模型，包括：
根据井周路面平整度测试数据，建立井周路面平整度数学模型，然后，建立井周路面模型；
所述构建非井周路面模型，包括：根据非井周路面平整度测试数据，建立非井周路面平整度数学模型，然后，建立非井周路面模型；
所述构建井盖变形及检查井沉降模型，包括：计算井盖挠曲变形，结合井盖挠曲变形和检查井沉降数据，建立井盖变形及检查井沉降模型。
5.一种电子设备，其特征是，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求 1-3任一项方法所述的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计
算机指令被处理器执行时，完成权利要求 1-3 任一项方法所述的步骤。
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| CN111090901A CN111090901A (zh) | 2020-05-01 |
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Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 卞月广 ; .基于路桥工程沉降段路基路面的施工技术.江西建材.2016,(第08期),全文. * |
| 安永林 ; 蔡海兵 ; 张彩月 ; .高铁列车运营下邻近矿区深竖井衬砌的动载影响.防灾减灾工程学报.2016,(第05期),全文. * |
| 宾胜林 ; 赵伟 ; .地下交叉工程下穿有轨电车路基的影响分析.河北工业科技.2018,(第05期),全文. * |
| 施祥军 ; .检查井与沥青混凝土路面衔接的常见病害及其防治措施.科技创新导报.2009,(第34期),全文. * |
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