[发明专利]基于未知荷载系数法一次张拉斜拉扣挂索力计算方法

说明书

本发明提供了基于未知荷载系数法一次张拉斜拉扣挂索力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，建立扣索计算模型；步骤S2，设置一次张拉的约束条件，求解初步扣索力；步骤S3，优化确定扣索力；步骤S4，建立扣锚索的综合计算模型；步骤S5，代入已求得的扣索力；步骤S6，设置一次张拉的约束条件，求解锚索力以匹配扣索力；步骤S7，通过调整索力功能小范围优化调整扣锚索力；本发明的优点在于：提高了计算速度和精度，大大减少了计算工作；通过设置约束条件，准确快速地锁定目标范围，达到索力一次张拉的效果，避免现场反复调索作业，简化施工操作，提高施工工效。

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，尤其涉及一种基于未知荷载系数法一次张拉斜拉扣挂索力计算方法。

背景技术

随着我国大跨度拱桥的不断发展，其建造技术也在不断进步，尤其在山区河谷的大跨度拱桥建设中，近些年越来越多地采用斜拉扣挂法悬臂施工。该技术通过扣锚索相互匹配、扣挂拱肋节段，维持施工过程的受力平衡、结构稳定，其关键的核心就是如何确定扣锚索索力，但逐节段安装过程中线形和索力相互影响变化、效应逐次叠加，分析计算困难。传统的斜拉扣挂索力计算方法有：零位移法、零弯矩法、数学解析法、定长扣索法等，都有各自的适用条件和不足，如计算精度不高、优化调索计算工作繁琐、假定条件很难与实际相符或施工过程需不断调索等。

随着工程计算软件的发展，模拟有限元分析技术开始逐渐推广应用，桥梁工作者也不断地尝试利用软件电算的现代技术计算优化扣挂索力，尤其在Midas Civil软件开发了未知荷载系数法及调整索力功能，用于斜拉桥的拉索索力分析计算后，给斜拉扣挂索力计算提供了启发。但如何在未知荷载系数法的基础上优化扣挂索力，既保证计算精度满足工程需求，又大大简化分析计算工作，且能够实现一次张拉的目标，避免现场反复调索作业，这是一直困扰着广大桥梁工作者的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于未知荷载系数法一次张拉斜拉扣挂索力计算方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

基于未知荷载系数法一次张拉斜拉扣挂索力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立扣索计算模型，设置正装施工阶段分析步骤并运行；

步骤S2，设置一次张拉的约束条件，采用未知荷载系数法求解初步扣索力；

步骤S3，利用调整索力优化确定扣索力；

步骤S4，在扣索计算模型的基础上建立扣锚索的综合计算模型；

步骤S5，代入已求得的扣索力，设置正装施工阶段分析步骤并运行；

步骤S6，设置一次张拉的约束条件，利用未知荷载系数法求解锚索力以匹配扣索力；

步骤S7，通过调整索力功能小范围优化调整扣锚索力。

进一步地，在所述步骤S1中，所述扣索计算模型包含拱肋节段和扣索，采用铰接约束模拟扣塔上的扣挂点。

进一步地，在所述步骤S1中，对于扣索，根据计算索力确定配索数量，采用质量等效法调整模型索截面尺寸大小。

进一步地，在所述步骤S1中，预设扣索初拉力为单位力，根据工程实际情况按正装法设置施工阶段分析步骤，运行模型并切换至后处理模式。

进一步地，在所述步骤S2中，在合龙前阶段设置拱肋关键节点的位移约束条件。

进一步地，在所述步骤S4中，综合计算模型包含拱肋节段、扣索、锚索和扣塔。

进一步地，在所述步骤S4中，在扣索计算模型的基础上，取消扣塔上扣挂点的铰接约束，建立扣塔及锚索的模型，对于拱肋节段，采用调整密度的方法消除重量偏差。