一种机场刚性加铺道面PCR技术评定方法、装置及存储介质与流程

    技术2025-03-30  42


    本发明涉及机场道面超载评估,具体涉及一种机场刚性加铺道面 pcr技术评定方法、装置及存储介质。


    背景技术:

    1、机场道面是保证机场正常运行的重要基础设施之一;然而,随着使用年限的增加,机场道面在飞机荷载的重复作用和自然环境的影响下会产生裂缝、坑洞等损坏,导致道面结构承载能力和使用性能降低,因此,需要定期对机场道面结构承载能力进行检测与评价,以保证飞机安全运行。

    2、当前机场道面强度评价方法采用 acn-pcn评价方法,但是随着机场道面设计方法的进步,基于传统结构设计方法的 acn-pcn技术评价方法已经不能完全适应道面结构承载能力评价的要求。由此,国际民航组织( icao)提出了机场道面强度 acr-pcr评价方法。国际民航组织提出的机场道面强度等级 pcr的计算方法中,将道面分为刚性道面和柔性道面两种,但是对于民用机场的刚性加铺式复合道面结构,国际民航组织的相关技术标准目前还没有给出明确的 pcr计算方法。对于我国较早的机场,在旧水泥混凝土道面上加铺水泥的刚性加铺方式成为此类机场道面结构补强的重要形式之一,在进行刚性加铺工程后如何计算刚性加铺式复合道面的 pcr是我国各机场当局在公布道面强度等级 pcr时面临的一个技术问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种机场刚性加铺道面 pcr技术评定方法、装置及存储介质,以解决现有技术中,对于民用机场的刚性加铺式复合道面结构没有明确的 pcr计算方法的问题。

    2、根据本发明实施例的第一方面,提供一种机场刚性加铺道面 pcr技术评定方法,所述方法包括:

    3、获取待评定的机场刚性加铺道面的结构参数以及飞机交通量参数;

    4、对待评定的机场刚性加铺道面进行条带划分;

    5、根据所述飞机交通量参数中的机型组合,获取任意机型主起落架轮迹横向偏移分布标准差,获取任意条带的中心线到道面中心线的距离,获取任意机型主起落架机轮在任意条带处时中心线到道面中心线的距离,获取任意机型主起落架轮印宽度;

    6、根据任意机型主起落架轮迹横向偏移分布标准差、任意条带的中心线到道面中心线的距离、任意机型主起落架机轮在任意条带处时的中心线到道面中心线的距离以及任意机型主起落架轮印宽度获取任意机型主起落架荷载在任意条带处道面上的横向偏移分布概率;

    7、根据所述任意机型主起落架荷载在任意条带处道面上的横向偏移分布概率以及所述飞机交通量参数中该任意机型在待评定的机场刚性加铺道面上的运行次数获取任意机型的累计作用次数;

    8、对所述待评定的机场刚性加铺道面的旧道面板进行厚度折减,基于所述待评定的机场刚性加铺道面的加铺形式、折减后的旧道面板厚度以及所述待评定的机场刚性加铺道面的结构参数建立单面层的道面模型或双面层的道面模型;

    9、基于建立的单面层的道面模型或双面层的道面模型,利用有限单元法获取任意机型主起落架荷载作用在道面板临界荷位处的板底最大主应力;

    10、根据所述任意机型主起落架荷载作用在道面板临界荷位处的板底最大主应力以及规定的疲劳方程获取任意机型主起落架荷载的容许作用次数;

    11、根据所述任意机型的累计作用次数以及所述容许作用次数获取疲劳损伤的合成曲线,根据所述疲劳损伤的合成曲线确定关键机型;

    12、根据所述关键机型以及所述疲劳损伤的合成曲线获取所述关键机型的最大容许质量;

    13、根据各类机型在刚性道面上最大重量和最小重量的 acr值,通过线性插值法确定所述关键机型的最大容许质量的 acr值;

    14、根据所述关键机型的最大容许质量的 acr值确定所述待评定的机场刚性加铺道面的 pcr值。

    15、优选地,

    16、所述对所述待评定的机场刚性加铺道面的旧道面板进行厚度折减包括:

    17、获取旧道面板的 sci值,根据旧道面板的 sci值确定厚度折减系数;

    18、根据所述待评定的机场刚性加铺道面的结构参数中旧道面板的厚度以及所述厚度折减系数得到旧道面板折减后的厚度。

    19、优选地,

    20、所述基于所述待评定的机场刚性加铺道面的加铺形式、折减后的旧道面板厚度以及所述待评定的机场刚性加铺道面的结构参数建立单面层的道面模型或双面层的道面模型包括:

    21、确定所述待评定的机场刚性加铺道面的加铺形式,若所述加铺形式为分离式刚性加铺道面,则将旧道面板与加铺层板作为两层板结构;若所述加铺形式为结合式刚性加铺道面,则将所述旧道面板与加铺层板等效为单层板结构,获取单层板结构的厚度以及弯拉弹性模量;

    22、对于结合式刚性加铺道面,根据待评定的机场刚性加铺道面中的其他结构参数以及等效后的单层板结构的厚度以及弯拉弹性模量建立单面层的道面模型;对于分离式刚性加铺道面,根据所述待评定的机场刚性加铺道面的其他结构参数以及所述旧道面板折减后的厚度建立双面层的道面模型。

    23、优选地,

    24、所述获取单层板结构的厚度以及弯拉弹性模量包括:

    25、根据所述待评定的机场刚性加铺道面的结构参数中加铺层板的弯拉弹性模量以及厚度、所述待评定的机场刚性加铺道面的结构参数中旧道面板的弯拉弹性模量以及所述旧道面板折减后的厚度分别确定单层板的弯拉弹性模量以及中间变量;

    26、根据所述单层板的弯拉弹性模量以及中间变量确定所述单层板的厚度。

    27、优选地,

    28、所述对待评定的机场刚性加铺道面进行条带划分包括:

    29、获取待评定的机场刚性加铺道面的中心线,在中心线两侧预设范围的道面内划分条带,每条条带的宽度为 n,每条条带均与所述中心线平行,相邻两条条带互相接触且不重合。

    30、优选地,

    31、所述根据所述任意机型的累计作用次数以及所述容许作用次数获取疲劳损伤的合成曲线包括:

    32、根据所述任意机型的累计作用次数以及所述容许作用次数获取任意机型在每个条带处的疲劳损伤,根据任意机型在每个条带处的疲劳损伤分别绘制各个机型在所有条带处的疲劳损伤曲线,将各个机型在所有条带处的疲劳损伤曲线进行叠加,得到疲劳损伤的合成曲线;

    33、所述根据所述疲劳损伤的合成曲线确定关键机型包括:

    34、将对所述疲劳损伤的合成曲线的最大值贡献最大的机型作为关键机型。

    35、优选地,

    36、所述根据所述关键机型以及所述疲劳损伤的合成曲线获取所述关键机型的最大容许质量包括:

    37、获取所述待评定的机场刚性加铺道面仅有关键机型,且疲劳损伤的合成曲线的最大值保持不变的情况下,所述关键机型的转换累计作用次数;

    38、保持所述关键机型的转换累计作用次数不变,调整所述关键机型的重量,使得所述疲劳损伤的合成曲线的最大值为1时的所述关键机型的重量,将此重量作为所述关键机型的最大容许质量。

    39、优选地,

    40、所述根据所述关键机型的最大容许质量的 acr值确定所述待评定的机场刚性加铺道面的 pcr值包括:

    41、根据各类机型在刚性道面上最大重量和最小重量的 acr值,通过线性插值法确定各机型的 acr值,将各机型的 acr值按照大小进行排序,确定飞机组合列表中最大 acr值所对应的机型;

    42、判断所述关键机型是否为所述飞机组合列表中最大 acr值所对应的机型,若是,则将关键机型的最大容许质量的 acr值作为待评定的机场刚性加铺道面的 pcr值;若不是,则将所述关键机型从机型组合列表中删除,从新的机型组合列表中获取新的关键机型,直到新的关键机型为所述飞机组合列表中最大 acr值所对应的机型,则将新的关键机型的最大容许质量的 acr值作为待评定的机场刚性加铺道面的 pcr值。

    43、根据本发明实施例的第二方面,提供一种机场刚性加铺道面 pcr技术评定装置,所述装置包括:

    44、参数获取模块:用于获取待评定的机场刚性加铺道面的结构参数以及飞机交通量参数;

    45、条带划分模块:用于对待评定的机场刚性加铺道面进行条带划分;

    46、横向偏移参数获取模块:用于根据所述飞机交通量参数中的机型组合,获取任意机型主起落架轮迹横向偏移分布标准差,获取任意条带的中心线到道面中心线的距离,获取任意机型主起落架机轮在任意条带处时中心线到道面中心线的距离,获取任意机型主起落架轮印宽度;

    47、横向偏移分布概率获取模块:用于根据任意机型主起落架轮迹横向偏移分布标准差、任意条带的中心线到道面中心线的距离、任意机型主起落架机轮在任意条带处时的中心线到道面中心线的距离以及任意机型主起落架轮印宽度获取任意机型主起落架荷载在任意条带处道面上的横向偏移分布概率;

    48、累计作用次数获取模块:用于根据所述任意机型主起落架荷载在任意条带处道面上的横向偏移分布概率以及所述飞机交通量参数中该任意机型在待评定的机场刚性加铺道面上的运行次数获取任意机型的累计作用次数;

    49、道面模型构建模块:用于对所述待评定的机场刚性加铺道面的旧道面板进行厚度折减,基于所述待评定的机场刚性加铺道面的加铺形式、折减后的旧道面板厚度以及所述待评定的机场刚性加铺道面的结构参数建立单面层的道面模型或双面层的道面模型;

    50、最大主应力获取模块:用于基于建立的单面层的道面模型或双面层的道面模型,利用有限单元法获取任意机型主起落架荷载作用在道面板临界荷位处的板底最大主应力;

    51、容许作用次数获取模块:用于根据所述任意机型主起落架荷载作用在道面板临界荷位处的板底最大主应力以及规定的疲劳方程获取任意机型主起落架荷载的容许作用次数;

    52、关键机型确定模块:用于根据所述任意机型的累计作用次数以及所述容许作用次数获取疲劳损伤的合成曲线,根据所述疲劳损伤的合成曲线确定关键机型;

    53、最大容许质量获取模块:用于根据所述关键机型以及所述疲劳损伤的合成曲线获取所述关键机型的最大容许质量;

    54、 acr值确定模块:用于根据各类机型在刚性道面上最大重量和最小重量的 acr值,通过线性插值法确定所述关键机型的最大容许质量的 acr值;

    55、评定模块:用于根据所述关键机型的最大容许质量的 acr值确定所述待评定的机场刚性加铺道面的 pcr值。

    56、根据本发明实施例的第三方面,提供一种存储介质,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被主控器执行时,实现上述方法中的各个步骤。

    57、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:

    58、本技术针对刚性加铺复合道面,考虑飞机在道面上的横向偏移分布的概率计算累计作用次数,同时考虑道面加铺形式建立单面层的道面模型或双面层的道面模型,基于道面模型计算最大主应力,根据最大主应力计算容许作用次数,根据累计作用次数以及容许作用次数绘制所有机型在所有条带上的疲劳损伤的合成曲线,根据疲劳损伤的合成曲线确定关键机型,通过获取关键机型的最大容许质量的 acr值确定待评定的机场刚性加铺道面的 pcr值;本技术给出了适用于刚性加铺复合道面的 pcr评定方法,弥补了现有技术在这一板块的空白。

    59、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。


    技术特征:

    1.一种机场刚性加铺道面pcr技术评定方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,

    8.权利要求7所述的方法,其特征在于,

    9.一种机场刚性加铺道面pcr技术评定装置,其特征在于,所述装置包括:

    10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被主控器执行时,实现如权利要求1-8任一项所述的一种机场刚性加铺道面pcr技术评定方法中的各个步骤。


    技术总结
    本发明涉及一种机场刚性加铺道面PCR技术评定方法、装置及存储介质,应用于机场道面超载评估技术领域,包括:针对刚性加铺复合道面,考虑飞机在道面上的横向偏移分布的概率计算累计作用次数,同时考虑道面加铺形式建立单面层的道面模型或双面层的道面模型,基于道面模型计算最大主应力,根据最大主应力计算容许作用次数,根据累计作用次数以及容许作用次数绘制所有机型在所有条带上的疲劳损伤的合成曲线,根据疲劳损伤的合成曲线确定关键机型,通过获取关键机型的最大容许质量的ACR值确定待评定的机场刚性加铺道面的PCR值;本申请给出了适用于刚性加铺复合道面的PCR评定方法,弥补了现有技术在这一板块的空白。

    技术研发人员:姜昌山,凌建明,袁捷,史超,马鲁宽,杜浩,李杰,贾向阳,吕江鹏,王宏宇,罗勇,郑广顺,邹晶晶,胡昊,纪更占,赵策
    受保护的技术使用者:民航机场规划设计研究总院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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