[发明专利]一种锚跨丝股张拉力的确定方法

说明书

本发明公开了一种锚跨丝股张拉力的确定方法，涉及悬索桥施工技术领域，包括：建立散索鞍随动坐标系，将丝股锚固点坐标转换到散索鞍随动坐标系；计算平弯末点的平弯转角、竖弯末点的竖向切向角和竖弯末点坐标，再通过计算得到竖弯末点索力及其三向分力，进而得到锚固点纵坐标和竖坐标；对竖弯末点索力进行优化，直至锚固点纵坐标与纵坐标初始值的差值满足预设精度；对竖向切向角进行优化，直至锚固点竖坐标与竖坐标初始值的差值满足预设精度；后进行的优化中，对先优化中的差值进行调整，直至两个优化中的差值均满足预设精度，此时的竖弯末点索力即为丝股张拉力。本发明的方法，可考虑散索鞍和锚面的转动，进而更准确的张拉锚跨索股。

技术领域

本发明涉及悬索桥施工技术领域，具体涉及一种锚跨丝股张拉力的确定方法。

背景技术

在悬索桥主缆索股架设时，中跨和边跨索股根据线形进行控制，而锚跨索股是按张拉力进行控制。索股架设时的张拉力是否合理关系到成桥后结构受力状态、锚固体系的安全、主缆的线形及安全系数。同时，由于锚固的需要，锚跨索股是离散的空间索股，散索鞍又是由几个不同半径的圆弧组成且具有平弯的复杂空间体，其分析计算难度较大，故锚跨单个丝股的张拉力计算是悬索桥缆索系统计算的难点，同时也是施工监控的重点。

目前，锚跨丝股张拉力通常是以成桥状态各根丝股张拉力相同且丝股无应力长度保持不变的原则进行计算，但只能考虑散索鞍的移动。

上述方法存在以下问题：

1、由于基础不均匀沉降，大体积锚锭可能会发生整体转动，从而导致锚面倾角发生变化，现有方法无法考虑由转动引起的锚面倾角变化；

2、对于摇轴式散索鞍，由于施工误差、材料特性的不确定性、以及温度的影响等，散索鞍会发生绕摇轴中心的转动，从而导致上下层丝股锚跨张拉力发生不同程度的变化，而现有方法往往将转动引起的位置变化近似处理为索鞍位置的平动，而不是转角变化，因此，存在较大的误差。

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锚跨丝股张拉力的确定方法，可考虑散索鞍和锚面的转动，进而更准确的张拉锚跨索股。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种锚跨丝股张拉力的确定方法，其包括步骤：

以散索鞍摇轴中心为原点，建立散索鞍随动坐标系，并将丝股锚固点坐标转换到散索鞍随动坐标系；

在散索鞍随动坐标系中，根据丝股的锚固点初始坐标和理论不动点坐标，计算平弯末点的平弯转角、竖弯末点的竖向切向角和竖弯末点坐标，再通过计算得到竖弯末点索力及其三向分力，进而得到锚固点纵坐标和竖坐标；

对竖弯末点索力进行优化，直至锚固点纵坐标与纵坐标初始值的差值满足预设精度；

对竖向切向角进行优化，直至锚固点竖坐标与竖坐标初始值的差值满足预设精度；

竖弯末点索力进行优化和竖向切向角进行优化分先后进行；后进行的优化中，对先优化中的差值进行调整，直至两个优化中的差值均满足预设精度，此时的竖弯末点索力即为丝股张拉力。

在上述技术方案的基础上，将丝股锚固点坐标转换到散索鞍随动坐标系，具体包括：

以锚面中心作为原点，基于实测的锚面中心的平动偏移量和锚面倾角变化量，建立锚面随动坐标系；

将锚固点在锚面随动坐标系的坐标转换到整体坐标系，然后由整体坐标系转换到散索鞍随动坐标系。

在上述技术方案的基础上，计算平弯转角具体包括：

根据平弯末点的几何关系方程，计算平弯末点的横坐标；

根据平弯末点的横坐标计算平弯转角；