[发明专利]一种用于悬索桥索夹螺杆的平均轴力的预估方法

说明书

本发明公开了一种用于悬索桥索夹螺杆的平均轴力的预估方法，该方法根据吊梁所处的N个阶段，确定第n个阶段时的主缆伸长量ΔL_n，基于吊梁前主缆的总长度L、ΔL_n和单根钢丝的理论直径d计算单根钢丝的实际直径d′，根据d和d′计算单根钢丝的横截面积变化量Δs₁和钢丝之间的横截缝隙面积变化量Δs₂，根据钢丝的总数量M₁、缝隙的总数量M₂、Δs₁和Δs₂，计算主缆的横截面积总变化量ΔS_n，根据ΔS_n计算主缆直径变化量ΔD，根据吊梁前主缆索夹的平均轴力F、螺杆平均伸长量Δl和ΔD，计算索夹螺杆平均轴力的损失值ΔF_n和索夹螺杆平均轴力值F′。本发明提供的预估方法,能够计算悬索桥在吊梁过程中的各个阶段的索夹螺杆平均轴力变化情况，为悬索桥施工提供重要的技术支持。

技术领域

本发明涉及桥梁工程施工技术领域，具体涉及一种用于悬索桥索夹螺杆的平均轴力的预估方法。

背景技术

悬索桥索夹是悬索桥上部结构的主要构件之一，在使用过程的主要病害是索夹在主缆上发生滑移，其原因主要是索夹螺杆的紧固力不足导致的。我国公路桥涵养护规范(2004)3.3.9条要求检查“悬索桥吊杆上端与主缆索的索夹是否松动、移位和破损”，公路桥梁技术状况评定标准(2011)7.2.1条中也将索夹滑移大于10mm视为严重的缺损。

在悬索桥施工建设期间，吊梁施工是技术难度和潜在安全隐患较大的一项进程，尤其在吊梁过程中，主缆不断承载伸长变细，索夹螺杆轴力不断损失松弛，会造成潜在的施工安全隐患。这是一个动态变化的技术问题，现有的施工设计技术方案中还没有合适的办法去评估索夹螺杆轴力损失的趋势变化情况，在实际吊梁时，由于缺乏相应的技术指导，现有施工方案只是尽可能地及时张拉，持续地检测，但是对于螺杆轴力随着吊梁主缆承载不断损失的动态变化，工程施工和监控技术人员仍是没有办法评估确认，只能根据以往经验做出基本判断，这就造成了螺杆张拉工作与轴力检测工作的反复进行，否则就会出现如某桥梁在施工中即存在索夹滑移的危险情况。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于悬索桥索夹螺杆的平均轴力的预估方法,能够计算悬索桥在吊梁过程中的各个阶段的索夹螺杆平均轴力的变化情况，从而做出一定的评估，为悬索桥施工建设提供重要的技术支持，保证大桥安全施工建设。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

根据吊梁所处的N个阶段，确定第n个阶段时的主缆伸长量ΔL_n， 1≤n≤N，基于吊梁前主缆的总长度L、ΔL_n和单根钢丝的理论直径 d计算第n个阶段时单根钢丝的实际直径d′；

根据d和d′计算第n个阶段时单根钢丝的横截面积变化量Δs₁和钢丝之间的横截缝隙面积变化量Δs₂；

根据钢丝的总数量M₁、钢丝之间缝隙的总数量M₂、Δs₁和Δs₂，计算第n个阶段时主缆的横截面积总变化量ΔS_n，根据ΔS_n计算第n个阶段时主缆直径变化量ΔD；

根据吊梁前主缆索夹的平均轴力F、螺杆平均伸长量Δl和ΔD，计算第n个阶段时索夹螺杆平均轴力的损失值ΔF_n，根据ΔF_n计算第n个阶段索夹螺杆平均轴力值F′。

在上述技术方案的基础上，根据公式

计算第n个阶段时的主缆伸长量ΔL_n，其中ΔL为吊梁结束后的理论主缆伸长量。

在上述技术方案的基础上，根据公式