【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水利工程，具体涉及一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法。
技术介绍
1、渡槽作为水利工程中用于输送水流的关键结构，其设计和选型对于确保水流顺畅、减少能量损耗具有重要意义。传统的渡槽设计往往基于经验公式和标准图集，缺乏针对性和系统性。
2、随着水利工程的快速发展，超大跨径通航渡槽（跨度大于100m的通航渡槽）在实际工程中的应用日益增多。这些通航渡槽不仅需要满足大跨度、大流量的输水需求，还要保证通航安全和结构的经济性。超大跨径通航渡槽作为一种特殊结构，设计约束边界较多，包括通航需求、输水能力、经济及力学指标等，如何综合考虑多种约束，确定合理的结构型式至关重要。因此开发一种新的超大跨度渡槽选型方法，能够根据具体工程条件进行优化设计，具有重要的实用价值和推广前景。为此，提出一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：如何根据具体工程条件进行优化设计，进而选择最优的渡槽结构方案，提供了一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，针对通航渡槽结构与功能特点，通过综合考虑多种因素、多个目标，是一种考虑结构安全、功能与经济的选型计算方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：
3、步骤s1：建立超大跨径通航渡槽结构桥型库，包括n种桥型：，针对每种桥型给出适用参数：跨度的上、下限，输水能力的上、下限，渡槽通航等级的上、下限；
4、步骤s2：根据项
5、步骤s3：根据通航渡槽的使用功能与受力特点，设定两级计算指标，两级计算指标分别为ⅰ级指标、ⅱ级指标，ⅰ级指标下分设有多个ⅱ级指标；
6、步骤s4：综合专家意见、业主投资与设计经验，确定两级计算指标的权重矩阵；
7、步骤s5：对于设定的每个ⅱ级指标，分别建立对应的评价计算方式；
8、步骤s6：对于初步选定的m种适用桥型中的各桥型，构建关系矩阵；
9、步骤s7：基于两级计算指标的权重矩阵与步骤s6中的关系矩阵，计算得到各桥型的综合评分；
10、步骤s8：根据各桥型的综合评分，对每个桥型方案进行排序，选择综合评分最高的桥型方案作为最终的渡槽结构方案。
11、更进一步地，在所述步骤s3中，ⅰ级指标包括安全、功能、造价，ⅰ级指标构成集合；
12、每个ⅰ级指标下分设有ⅱ级指标，其中，安全下分设有3个ⅱ级指标，包括适用跨度、鲁棒性、恒活比；功能下分设有3个ⅱ级指标，包括温度适应性、渡槽通航等级、设计流量；造价下分设有3个ⅱ级指标，包括材料费用、施工费用，养护预测费用；ⅱ级指标构成矩阵，取1、2或3。
13、更进一步地，在所述步骤s4中，ⅰ级指标权重矩阵，分别表示指标、、的权重值，ⅱ级指标权重矩阵，分别表示指标、、的权重值。
14、更进一步地，在所述步骤s5中，具体的评价计算方式如下：
15、对于ⅱ级指标适用跨度，桥型的适用跨度评价指标的计算公式为：
16、；
17、其中，表示跨度的下限，表示跨度的上限；
18、对于ⅱ级指标鲁棒性，桥型的鲁棒性评价指标的计算公式为：
19、；
20、其中，表示构件的长度，表示构件的截面面积，表示正常使用状态下构件的拉伸或缩短长度，表示构件允许变形的极限长度，表示构件的抗弯惯性矩，表示正常使用状态下构件的弯曲位移，为的二阶导数，表示构件允许弯曲的极限位移，为的二阶导数。
21、对于ⅱ级指标恒活比，桥型的恒活比评价指标的计算公式如下：
22、；
23、其中，为主跨跨中恒载产生的位移，为通水荷载产生的位移，，，表示构件的弹性模量，、表示通水荷载引起构件的弯矩与轴力，、表示恒荷载引起构件的弯矩与轴力，、表示主跨跨中所施加单位力引起构件的弯矩与轴力；
24、对于ⅱ级指标温度适应性，桥型的温度适应性评价指标的计算公式如下：
25、；
26、其中，为主材料的线膨胀系数，为渡槽内外温差，为渡槽纵向约束数；
27、对于ⅱ级指标渡槽通航等级，桥型的渡槽通航等级评价指标的计算公式如下：
28、；
29、其中，为渡槽通航等级的下限，为渡槽通航等级的上限；
30、对于ⅱ级指标设计流量，桥型的设计流量评价指标的计算公式如下：
31、；
32、其中，为设计需求流量，为槽身糙率，p为槽身过水断面面积，r为水力半径，r为槽底比降；
33、对于ⅱ级指标材料费用、施工费用与养护预测费用，分别建立桥型的材料费用评价指标、施工费用评价指标与养护预测费用评价指标的计算方式为：按费用从低到高进行排列，最低费用赋值100，最高费用赋值60，其余费用线性插值计算得分。
34、更进一步地，在所述步骤s6中，桥型的关系矩阵如下：
35、；
36、；
37、。
38、更进一步地，在所述步骤s7中，综合评分如下：
39、。
40、本专利技术相比现有技术具有以下优点：
41、1、综合考虑了多种因素，并考虑多种因素之间的相互影响，能够选择到最优的渡槽结构方案；
42、2、提高了渡槽设计的科学性和系统性，优化了渡槽结构的性能；
43、3、有助于降低工程成本，缩短建设周期，提升工程经济效益。
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1.一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤S3中，Ⅰ级指标包括安全、功能、造价，Ⅰ级指标构成集合；
3.根据权利要求2所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤S4中，Ⅰ级指标权重矩阵，分别表示指标、、的权重值，Ⅱ级指标权重矩阵，分别表示指标、、的权重值。
4.根据权利要求3所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤S5中，具体的评价计算方式如下：
5.根据权利要求4所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤S6中，桥型的关系矩阵如下：
6.根据权利要求5所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤S7中，综合评分如下：
【技术特征摘要】
1.一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤s3中，ⅰ级指标包括安全、功能、造价，ⅰ级指标构成集合；
3.根据权利要求2所述的一种超大跨径通航渡槽结构体系选型计算方法，其特征在于，在所述步骤s4中，ⅰ级指标权重矩阵，分别表示指标、、的权重值，ⅱ级指标权重矩阵，分别表...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴志刚，殷亮，杨凯，王倩，朱宇，慈伟主，杨大海，周云，谢玉萌，马如进，李剑鸾，
申请(专利权)人：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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