[发明专利]一种斜拉桥缩尺试验模型斜拉索的安装方法

说明书

本发明实施例公开了一种斜拉桥缩尺试验模型斜拉索的安装方法，根据桥梁参数，建立斜拉桥缩尺有限元模型和无拉索的斜拉桥缩尺试验模型；根据斜拉桥成桥状态要求以及所述斜拉桥缩尺有限元模型，获取斜拉桥中各斜拉索的索力张拉值；根据所述无拉索的斜拉桥缩尺试验模型和所述索力张拉值，安装斜拉索。不局限于单一期望值，能够满足不同的设计需求，计算过程简洁清晰，张拉步骤明确，每次张拉只需关注一根索的拉力信息，避免了全索张拉完成后再进行整体优化调索的复杂步骤。

技术领域

本发明涉及斜拉索的安装领域，具体涉及一种斜拉桥缩尺试验模型斜拉索的安装方法。

背景技术

斜拉桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。现代斜拉桥以其较大的跨越能力、良好的技术经济指标和美学价值在现代桥梁结构中占据重要的地位。斜拉索是斜拉桥上的重要承力构件，负责将主梁荷载传递到桥塔上，斜拉索索力值设置是否得当将影响到斜拉桥缩尺试验模型的准确性。

目前在斜拉桥缩尺模型建模中，斜拉索索力张拉方法包括刚性支承梁连续法、零位移法、弯矩平方和最小法、弯曲能量最小法等。这些方法具有基础理论深奥、计算过程复杂的问题，较难被桥梁工程技术人员所掌握和运用。此外，桥梁工程技术人员期望在斜拉索索力优化过程中，能达到不同期望值的优化结果，然而目前这些方法通常只局限于单一期望值。

发明内容

本发明的实施例提供一种斜拉桥缩尺试验模型斜拉索的安装方法，不局限于单一期望值，能够满足不同的设计需求，计算过程简洁清晰，张拉步骤明确，每次张拉只需关注一根索的拉力信息，避免了全索张拉完成后再进行整体优化调索的复杂步骤。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供一种斜拉桥缩尺试验模型斜拉索的安装方法，根据桥梁参数，建立斜拉桥缩尺有限元模型和无拉索的斜拉桥缩尺试验模型；根据斜拉桥成桥状态要求以及所述斜拉桥缩尺有限元模型，获取斜拉桥中各斜拉索的索力张拉值；根据所述无拉索的斜拉桥缩尺试验模型和所述索力张拉值，安装斜拉索。

结合第一方面，作为第一种可实现方式，参照斜拉桥设计图纸，基于桥梁结构缩尺模型相似比理论，确定斜拉桥在经过缩尺后的参数，建立无斜拉索的斜拉桥缩尺有限元模型；根据桥梁参数获取缩尺模型各项参数，进行桥梁各构件的制作加工，建立无斜拉索的斜拉桥缩尺试验模型。

结合第一方面的第一种可实现方式，作为第二种可实现方式，根据所述斜拉桥缩尺有限元模型，获取桥梁重力作用下各锚固点的挠度值；

根据桥梁重力作用下各锚固点的挠度值，获取斜拉索的挠度影响系数和斜拉索的索力影响系数；根据斜拉桥成桥状态要求、所述斜拉索的挠度影响系数和所述斜拉索的索力影响系数，获取各索力张拉值。

结合第一方面的第一种可实现方式，作为第三种可实现方式，在斜拉桥缩尺有限元模型中，给全桥施加自重G，获取在桥梁自重作用下各锚固点的挠度值，其中桥梁在自重所用下第i个锚固点的挠度值为Δ_Gi，i＝1、2、……、n，n为锚固点个数。

结合第一方面的第一种可实现方式，作为第四种可实现方式，在斜拉桥缩尺有限元模型中安装第一根斜拉索，并施加任意初拉力W₁，得出第一根索在回缩以后的索力为以及在桥梁自重和张拉索力荷载下各个锚固点的挠度值则得到第一根索张拉对各锚固点挠度的影响系数

接着在斜拉桥缩尺有限元模型中依次安装斜拉索，分别对斜拉索施加任意初拉力W_m，依次得出每一根斜拉索在回缩以后的索力以及在桥梁自重和张拉索力荷载下各个锚固点的挠度值则得到第二根到第m根索张拉对各锚固点挠度的影响系数m表示所安装斜拉索的对应序号，且m＞1。