1.一种大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,其特征在于,包括以下步骤:采用移动单位集中力的方式对桥梁上的移动荷载轨道进行加载,获取设定参量的影响线;将定长活载划分为左端均布力区域、中间集中力区域和右端均布力区域的荷载;调整中间集中力区域端部的设置位置,并在每一设置位置均调整左端均布力区域的长度,根据影响线,得到不同中间集中力区域端部的设置位置以及不同左端均布力区域的长度对应定长活载的响应值;将最不利响应值对应的加载形式作为静力荷载工况对桥梁进行最不利效应非线性分析;在任一中间集中力区域端部设置位置以及左端均布力区域长度,根据影响线,得到对应定长活载的响应值时:根据中间集中力区域的设置位置,以及对应位置的影响线值,得到中间集中力对应的响应值,包括:判断4个集中力位置x、x+L1、x+2×L1以及x+3×L1所在的分段,并根据对应位置的影响线值,得到y 1 、y 2 、y 3 以及y 4 ,然后叠加计算中间集中力的响应值为Q 1 ×y 1 +Q 2 ×y 2 +Q 3 ×y 3 +Q 4 ×y 4 ;根据左端均布力区域的设置位置,结合影响线,判断左端均布力区域内的异号加载区域,并根据影响线进行左端均布力区域加载,以及进行异号加载区域加载,得到左端均布力对应的响应值;根据右端均布力区域的设置位置,结合影响线,判断右端均布力区域内的异号加载区域,并根据影响线进行右端均布力区域加载,以及进行异号加载区域加载,得到右端均布力对应的响应值;将中间集中力对应的响应值、左端均布力对应的响应值和右端均布力对应的响应值进行叠加,得到定长活载的响应值;在任一中间集中力区域端部设置位置以及左端均布力区域长度,根据影响线,得到对应定长活载的响应值时:预设左、右端均布力均为 w ,中间四个集中力为Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 =Q,相邻中间集中力的间距为L1,中间集中力与左、右端均布力的间距为L2,预设左端第一个集中力的加载位置为x,左端均布力区域长度为L x ;判断x-L2-Lx和x-L2是否小于0,若x-L2-Lx小于0且x-L2大于0,则左端均布力加载范围更新为0~x-L2,若x-L2小于0,将左端均布力加载范围置为0;判断x+3×L1+L2和x+L-Lx-L2是否大于Z,若x+L-Lx-L2大于Z且x+3×L1+L2小于Z,则右端均布力加载范围更新为x+3×L1+L2~Z,若x+3×L1+L2大于Z,则右端均布力加载范围置为0;若x+L1大于Z,则集中力Q 2 取0,若x+2×L1大于Z,则集中力Q 3 取0,若x+3×L1大于Z,则集中力Q 4 取0,Z为移动荷载轨道长度,L为定长活载长度。
2.如权利要求1所述的大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,其特征在于:所述的调整中间集中力区域端部的设置位置,并在每一设置位置均调整左端均布力区域的长度,根据影响线,得到不同中间集中力区域端部的设置位置以及不同左端均布力区域的长度对应定长活载的响应值,包括:将中间集中力区域端部定于影响线的峰值处;将左端均布力区域长度的初始值设置为零,以第一设定长度差值调整左端均布力区域的长度,得到通过第一设定长度差值调整得到的所有左端均布力区域长度对应定长活载响应值中的最大值;以第一设定长度差值调整获得定长活载响应值中最大值对应的左端均布力区域长度为中心,以第一设定长度差值为搜索范围,以第二设定长度差值调整左端均布力区域的长度,得到通过第二设定长度差值调整得到的所有左端均布力区域长度对应定长活载响应值中的最大值,其中,第二设定长度差值小于第一长度差值;调整中间集中力区域端部的位置,重复该步骤,得到不同中间集中力区域端部设置位置对应的定长活载左端均布力区域长度调整最大响应值。
3.如权利要求2所述的大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,其特征在于,在调整中间集中力区域端部的位置时,以第一间距差值正向调整中间集中力区域端部的位置,直至中间集中力区域端部设置位置对应的定长活载最大响应值变小,则以第一间距差值的一半反向调整中间集中力区域端部的位置,根据定长活载最大响应值的变化,继续调整中间集中力区域端部的位置,直至得到最大的中间集中力区域端部的位置对应的定长活载左端均布力区域长度调整最大响应值;以第一间距差值反向调整中间集中力区域端部的位置,直至中间集中力区域端部设置位置对应的定长活载最大响应值变小,则以第一间距差值的一半正向调整中间集中力区域端部的位置,根据定长活载最大响应值的变化,继续调整中间集中力区域端部的位置,直至得到最大的中间集中力区域端部的位置对应的定长活载左端均布力区域长度调整最大响应值。
4.如权利要求2所述的大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,其特征在于,在以第一设定长度差值调整左端均布力区域的长度,得到通过第一设定长度差值调整得到的所有左端均布力区域长度对应定长活载响应值中的最大值时:以第一设定长度差值调整左端均布力区域的长度,每调整一次左端均布力区域的长度得到一对应的定长活载响应值,若当前定长活载响应值大于上一定长活载响应值,则更新定长活载响应值,直至左端均布力区域长度增加至最大限值;在以第一设定长度差值调整获得定长活载响应值中最大值对应的左端均布力区域长度为中心,以第一设定长度差值为搜索范围,以第二设定长度差值调整左端均布力区域的长度,得到通过第二设定长度差值调整得到的所有左端均布力区域长度对应定长活载响应值中的最大值时:以第二设定长度差值调整左端均布力区域的长度,每调整一次左端均布力区域的长度得到一对应的定长活载响应值,若当前定长活载响应值大于上一定长活载响应值,则更新定长活载响应值,直至对搜索范围进行全部搜索。
5.如权利要求1所述的大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,其特征在于,根据左端均布力区域的设置位置,结合影响线,判断左端均布力区域内的异号加载区域,以及根据右端均布力区域的设置位置,结合影响线,判断右端均布力区域内的异号加载区域,均包括:在左端均布力区域或右端均布力区域内计算出影响线所有竖坐标为0的点的纵坐标;根据所有竖坐标为0的点的纵坐标,计算两两相邻点的距离 l dj ,并计算对应两两相邻点中点位置处的影响线值y dj ;对所有两两相邻点区段逐个判断是否为需异号区加载的区域,若 l dj >= l 0 且y dj <0,则该区段为异号区加载区域, l 0 为异号区需加载长度。
6.如权利要求1所述的大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,其特征在于,根据影响线进行左端均布力区域加载,以及根据影响线进行右端均布力区域加载,包括:将移动荷载轨道划分为多个轨道单元;根据每一轨道单元与均布力区域的相对关系,确定均布力区域内的加载范围;根据均布力区域内的加载范围,结合影响线,得到均布力区域的响应值。
7.一种大跨度铁路桥梁活载的定长加载装置,其特征在于,用于实现如权利要求1-6任一项所述的大跨度铁路桥梁活载的定长加载方法,包括以下步骤:影响线获取模块,其用于采用移动单位集中力的方式对桥梁上的移动荷载轨道进行加载,获取设定参量的影响线;参数设定模块,其用于将定长活载划分为左端均布力区域、中间集中力区域和右端均布力区域的荷载;响应值求解模块,其用于调整中间集中力区域端部的设置位置,并在每一设置位置均调整左端均布力区域的长度,根据影响线,得到不同中间集中力区域端部的设置位置以及不同左端均布力区域的长度对应定长活载的响应值;分析模块,其用于将最不利响应值对应的加载形式作为静力荷载工况对桥梁进行最不利效应非线性分析。