(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 202210739308.2 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 中国国家铁路集团有限公司 地址 100844 北京市海淀区复兴 路10号 申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 　 中国铁道科 学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所 (72)发明人 胡所亭　石龙　苏永华　马林　 班新林　牛斌　赵欣欣　朱颖　 陈胜利　赵体波　葛凯　李清池　 杨心怡　李旺旺　李克冰　孙明德　 许见超　王苇　 (74)专利代理 机构 北京巨弘知识产权代理事务 所(普通合伙) 11673 专利代理师 赵洋(51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) E01D 19/14(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高强冷铸锚结构尺寸 参数化分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种高强冷铸锚结构尺寸参 数化分析方法， 包括以下步骤： S1、 根据实际需求 确定平行钢丝强度和钢丝直径； S2、 计算锚杯 的 最小椎体长度得到锚杯椎体长度选择范围， 初步 选择锚杯椎体长度； S3、 选择锚杯的后端椎体内 径和锥角， 计算前端椎体内径； S4、 计算冷铸填料 得椎体环向表面积； S5、 计算冷铸填料椎体压应 力； S6、 判断σc是否小于[σc]， 是则进行步骤 S7； 否则将当前选择的锚杯椎体长度、 锚杯 的后 端椎体内径或锥角， 其中任意一项从选择范围内 移除， 并进行步骤S2； S7、 选择锚杯外径， 计算锚 杯平均内径和锚杯环向应力； S8、 判断σr是否小 于[σr]， 是进行步骤S10； 否进行步骤S9； S9、 调 整锚杯外径取值， 进行步骤S7； S10、 完成高强冷 铸结构尺寸分析。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115168946 A 2022.10.11 CN 115168946 A 1.一种高强冷铸锚结构尺寸 参数化分析 方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 根据实际需求确定平行钢丝强度σb和钢丝直径d； S2、 计算锚杯的最小椎体长度L1min， 得到锚杯椎体长度选择范 围， 在大于等于锚杯的最 小椎体长度的范围内初步选择锚杯椎体长度L1； S3、 初步选择锚杯的后端椎体内径D0和锥角 β， 并由此计算前端椎体内径D1； S4、 计算冷铸填料 得椎体环向表面积Ae； S5、 计算冷铸填料 椎体压应力σc； S6、 判断σc是否小于冷铸填料椎体压应力容许值[σc]， 是则进行步骤S7； 否则将当前选 择的锚杯椎体长度L1、 锚杯的后端椎体内径D0或锥角 β， 其中任意一项从选择范围内移除， 并 进行步骤S2； S7、 初步选择锚杯外径Di， 计算锚杯平均内径Dj，后， 计算锚杯环向应力σr； S8、 判断σr是否小于锚杯环向应力容许值[σr]， 是则进行步骤S10； 否则进行步骤S9； S9、 调整锚杯外径Di取值， 进行步骤S7； S10、 完成高强冷铸结构尺寸分析。 2.根据权利要求1所述的一种高强冷铸锚结构尺寸参数化分析方法， 其特征在于： 所述 步骤S2计算锚杯的最小椎体长度L1min， 的具体方式为： 计算冷铸填料对钢丝粘结应力 τb的具体公式如下： 其中， τb为钢丝与冷铸 填料粘结应力计算值； [ τb]为钢丝与冷铸填料粘结应力容许值； d 为钢丝直径； σb为钢丝公称抗拉强度； K为有效锚固长度系数； L1为锚杯中椎体长度； 保证钢丝与冷铸填料粘结应力小于容许值， 得到L1最小值即为 最小椎体长度L1min。 3.根据权利要求1所述的一种高强冷铸锚结构尺寸参数化分析方法， 其特征在于： 步骤 S3中所述计算前端椎体内径D1的绝体公式为： D1＝D0‑2β×L1， 其中， D0为后端椎体内径； β 为锥角； L1为锚杯中椎体长度。 4.根据权利要求1所述的一种高强冷铸锚结构尺寸参数化分析方法， 其特征在于： 所述 冷铸填料 得椎体环向表面积Ae的具体计算方法为： Ae＝0.5×π×(D0+D1)×L1， 其中， D0为后端椎体内径； D1为前端椎体内径； L1为锚杯中椎体长度。 5.根据权利要求1所述的一种高强冷铸锚结构尺寸参数化分析方法， 其特征在于： 步骤 S5中所述冷铸填料 椎体压应力σc的具体计算方法为： 其中， σc为冷铸填料椎体压应力计算值； [σc]为冷铸填料椎体压应力容许值； Pb为拉索 钢丝束公称破断荷载； Ae为冷铸填料椎体环向表面积； θ为冷铸填料对锚杯内椎面的摩擦 角； β 为锚杯锥角。 6.根据权利要求1所述的一种高强冷铸锚结构尺寸参数化分析方法， 其特征在于： 步骤权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115168946 A 2S7所述的锚杯平均内径Dj， 具体计算方法为： Dj＝(D0+D1)÷2， 其中， D0为后端椎体内径； D1为前端椎体内径。 7.根据权利要求1所述的一种高强冷铸锚结构尺寸参数化分析方法， 其特征在于： 步骤 S7所述的锚杯环向应力σr的具体计算方法为： 其中， σr为锚杯环向应力计算值； [σr]为锚杯环向应力容许值； σc为冷铸填料椎体压应 力计算值； Di为锚杯平均外径； Dj为锚杯平均内径。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115168946 A 3