[发明专利]一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法

说明书

本申请涉及一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，涉及悬索桥设计技术领域，包含以下步骤：通过转换整体坐标系Wsubgt;0/subgt;得到散索套局部坐标系Wsubgt;s/subgt;；对每根丝股分别建立丝股坐标系Wsubgt;i/subgt;，建立锚面坐标系Wsubgt;m/subgt;；计算各丝股在脱离点处相对于散索套中心轴初始的切线角度βsubgt;i/subgt;，计算各根丝股的拉力；针对第i根丝股，分别假设其在脱离点处相对于散索套中心轴的切线角度为βsubgt;1/subgt;＝βsubgt;i/subgt;和βsubgt;2/subgt;＝tβsubgt;i/subgt;，计算并得到更新后的切线角；用更新后的切线角，验证力是否平衡，否，则令各丝股切线角等于其更新后的切线角，返回计算；是，取用此时切线角对应的散索套脱离点的坐标。本申请能够解决现有技术中无法计算丝股对散索套作用反力且无法区分密贴段和悬空段的技术问题。

技术领域

本申请涉及悬索桥设计技术领域，特别涉及一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法。

背景技术

目前,在一些跨径不大主缆直径较小的悬索桥当中，若悬索桥主缆在进入锚碇之前只有散索要求而无转向要求,通常采用喇叭形的散索套来代替散索鞍座，尤其是自锚式悬索桥。丝股经过散索套扩散后分别锚固于锚面的不同位置，在喇叭口至锚固点的长度范围内，丝股可分为两部分，一是与散索套密贴的部分，二是脱离散索套悬空的部分，两部分之间的分界点即为丝股在散索套中的脱离点。为了准确计算丝股的设计长度，首先应确定各丝股脱离点的位置。

相关技术中,在计算锚跨丝股设计长度时，多采用简化方法，假定丝股从散索套理论散索点至锚固点为一直线，采用受拉杆理论计算丝股长度，简化方法不考虑脱离点的位置及丝股的分段。

但是,简化方法存在以下问题：

1、不区分密贴段和悬空段，这与实际不符，计算的丝股设计长度存在误差；

2、无法计算丝股对散索套的作用反力，进而无法精确的进行散索套的设计。

发明内容

本申请实施例提供一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其能够解决现有技术中无法计算丝股对散索套作用反力且无法区分密贴段和悬空段的技术问题。

本申请提供了一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，包含以下步骤：

S1：根据散索套在竖直平面内的方位角α，将整体坐标系W₀转换为散索套局部坐标系W_s；

根据每根丝股与散索套内壁密贴部分所在平面与W_s的XY平面的转索角φ_i，将W_s绕X轴旋转φ_i至转索平面，对每根丝股分别建立丝股坐标系W_i，1≤i≤N，N为丝股总数；

以锚面为YZ平面建立锚面坐标系W_m；

S2：根据给定的丝股排列位置，计算每根丝股在W_s下，位于散索套小端口截面的坐标，将W_m下各个丝股锚固点坐标转换至W_s下，再结合转索角φ_i计算各丝股在脱离点处相对于散索套中心轴初始的切线角β_i，计算各根丝股的拉力；

S3：针对第i根丝股，分别假设其在脱离点处相对于散索套中心轴的切线角为β₁＝β_i和β₂＝tβ_i，进行二分法迭代计算，分别计算出所述W_i下三个方向的分力以及W_i下脱离点的坐标，并以锚固点的纵坐标作为常量，迭代验证竖坐标，直至所述竖坐标验证合格，得到更新后的切线角；