[发明专利]一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法

权利要求书

1.一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

假定协作体系桥重叠区内吊索和斜拉索的竖向分力按各占梁段重量的50%进行分配，并初步确定斜拉索、吊索、主缆的索力及主缆传递给塔顶的竖向轴压力，建立协作体系桥的有限元模型；

在有限元模型中计算单位竖向力沿重叠区内梁段的纵向移动时，各吊点的吊索和斜拉索的索力影响线；

根据单位竖向力作用于重叠区内吊点位置处的索力影响线值的大小，确定重叠区内不同吊点的吊索和斜拉索的索力分配比例值；确定重叠区内不同吊点的吊索和斜拉索的索力分配比例值后，根据确定的吊索和斜拉索的索力分配比例值，形成最终的有限元模型，对吊索和斜拉索的索力分配比例值进行微调；形成最终的有限元模型，具体包括以下步骤：

S201，获取确定的重叠区内不同吊点的吊索和斜拉索的索力分配比例值，以及初步确定的斜拉索、吊索、主缆的索力及主缆传递给塔顶的竖向轴压力；

S202，将协作体系模型沿主缆分开，形成斜拉部分和悬索部分；

S203，斜拉部分中去掉主缆，并约束吊索顶端，形成斜拉桥分析模型，模型塔顶施加主缆的竖向分力，考虑结构的几何非线性效应，确定斜拉索索力和吊索索力；

S204，悬索部分中只保留主缆和吊索，形成悬索桥分析模型，悬索部分将步骤S203中的吊索索力作为荷载施加至吊索底，并对主缆进行重新找形更新主缆的线形和内力；

S205，更新斜拉部分模型中主缆传递至塔顶的竖向分力，重复步骤S203和S204，直至误差满足要求，将S203中确定的斜拉索索力及S204中确定的吊索索力和主缆内力施加至整体模型中，形成协作体系桥的有限元模型。

2.如权利要求1所述的一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法，其特征在于，建立协作体系桥的有限元模型，具体包括以下步骤：

S101，协作体系桥重叠区内吊索和斜拉索的竖向分力按各占梁段重量的50%进行分配，以及获取初步确定的斜拉索、吊索、主缆的索力及主缆传递给塔顶的竖向轴压力；

S102，将协作体系模型沿主缆分开，形成斜拉部分和悬索部分；

S103，斜拉部分中去掉主缆，并约束吊索顶端，形成斜拉桥分析模型，模型塔顶施加主缆的竖向分力，考虑结构的几何非线性效应，确定斜拉索索力和吊索索力；

S104，悬索部分中只保留主缆和吊索，形成悬索桥分析模型，悬索部分将步骤S103中的吊索索力作为荷载施加至吊索底，并对主缆进行重新找形更新主缆的线形和内力；

S105，更新斜拉部分模型中主缆传递至塔顶的竖向分力，将S103中确定的斜拉索索力及S104中确定的吊索索力和主缆内力施加至整体模型中，形成协作体系桥的有限元模型。

3.如权利要求1中所述的一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法，其特征在于，重复步骤S203和S204，直至误差满足要求，确定的吊索索力和主缆内力施加至整体模型中，形成协作体系桥的有限元模型，具体包括以下步骤：判断主缆传递至塔顶的竖向力与前次计算所给的竖向力值的偏差是否小于设定误差值，如果小于设定误差值，将形成斜拉桥分析模型时确定的斜拉索索力，以及形成悬索桥分析模型时确定的吊索索力和主缆内力施加至整体模型中，进行结构分析，如果不小于设定误差值，则重复形成斜拉桥分析模型和悬索桥分析模型，并确定斜拉索索力、吊索索力、以及主缆的线形和内力。

4.如权利要求1所述的一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法，其特征在于：重叠区内不同吊点的吊索的索力分配比例值进行线性拟合处理。

5.如权利要求1所述的一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法，其特征在于，初步确定斜拉索、吊索、主缆的索力及主缆传递给塔顶的竖向轴压力，具体包括以下步骤：根据梁段的节段重量，通过恒载平衡法初步确定斜拉索的索力及吊索索力，再根据吊索索力和矢跨比确定主缆的索力。

6.如权利要求1所述的一种协作体系桥斜拉吊索重叠区索力分配比例的确定方法，其特征在于，吊索和斜拉索的索力，满足以下公式：

Ts+Tc×sinθ=Wg

Ts=γWg

Tc =(1-γ) Wg/sinθ

式中，Wg为梁段的节段重量，Ts为吊索的索力，Tc 为斜拉索的索力，γ为吊索的竖向分力分配比例，θ为斜拉索与梁段的夹角。