[发明专利]悬索桥索夹安装位置修正方法

摘要

本发明公开了一种悬索桥索夹安装位置修正方法，该方法包括以下步骤：首先根据索鞍实测预偏量和空缆跨中最低点坐标，求出主缆无应力长度；其次根据实测恒载重量修正吊杆力；然后根据主缆实际无应力长度和修正后的吊杆力，求出主缆成桥线形、索夹的成桥位置、每个主缆索段(相邻索夹之间)的无应力长度；最后计算空缆状态下每个索段的水平长度和索夹的安装位置。通过本发明方法可以根据空缆实测线形和恒载称重结果对空缆状态索夹安装位置进行修正，进而保证成桥状态索夹位置和吊杆倾角的准确性。

主权项

1.一种悬索桥索夹安装位置修正方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：第一步：已知索鞍实测预偏量和空缆跨中最低点坐标，求出主缆无应力长度；第二步：利用恒载实际称重结果与理论值的比值修正吊杆力；第三步：已知主缆无应力长度和修正后的吊杆力，求出主缆成桥线形、索夹的成桥位置、每个主缆索段的无应力长度；第四步：计算空缆状态下每个索段的水平长度；第五步：计算空缆状态下索夹的安装位置；所述第一步具体为：已知索鞍实测预偏量和跨中最低点坐标，以左切点为原点，则左半跨空缆的悬链线方程表达为式中，x和y分别为空缆任一点的水平坐标和竖向坐标；cf＝‑Hf/q，Hf为空缆水平力，q为主缆自重荷载集度；Hf、a左和b左均为未知数，其中a左和b左是左半跨悬链线方程的参数；将空缆跨中点的水平坐标x跨中和竖向坐标y跨中表达成上述三个未知数的函数，然后利用边界条件建立三个方程：y(0)＝0   (2‑1)y(x跨中)＝y跨中   (2‑2)y'(x跨中)＝0   (2‑3)利用广义简约梯度法求解非线性方程组，求得未知数和左半跨线形，进而求得左半跨无应力长度Sl；式中，l左半跨是左索鞍切点与跨中最低点之间的水平距离；E是主缆钢丝的弹性模量；A是主缆钢丝的总截面积；同理，以跨中点为原点，设跨中点至右切点的右半跨线形为求解该线形和右半跨无应力长度S_r；式中，l右半跨是右索鞍切点与跨中最低点之间的水平距离；a右和b右是右半跨悬链线方程的参数；主缆无应力总长为S＝Sl+Sr   (5)式中，Sl和Sr分别是左半跨和右半跨主缆的无应力长度；所述第二步具体为：利用恒载实际称重结果与理论值的比值修正吊杆力：Pi＝P0i·Mw/Mt   (6)式中，P0i为第i根吊杆力的理论值；Pi为第i根吊杆力的修正值；Mw为恒载实际称重结果；Mt为恒载理论值；所述第三步具体为：分别以左切点和各吊点为坐标原点，成桥状态任一索段两端点的高差表达为式中，hi为第i段主缆左右两节点的竖向高差；li为第i段主缆左右两节点之间的水平距离；cc＝‑Hc/q，Hc为成桥状态主缆水平力，q为主缆自重荷载集度；ai和bi是每个索段悬链线方程的参数；任一索段的无应力长度表达为根据“无应力长度守恒”、“切点高差的误差闭合”和“最后一段主缆到切点的跨度ln满足设计要求”三个条件分别建立三个方程：式中，Si为第i段主缆的无应力长度；Δh为主缆与两个主索鞍切点的高差；Δl为右侧主索鞍顶点与相邻吊点之间的水平距离；R为主索鞍鞍槽圆弧半径；未知数为成桥状态主缆水平力Hc、第一段主缆线形方程中系数a1、最后一段主缆到切点的跨度ln；利用广义简约梯度法求解非线性方程组，获得各段主缆的无应力长度；所述第四步具体为：分左半跨和右半跨分别求空缆状态每个索段的长度；以左切点为第1个索段的坐标原点，以第i个索夹安装位置为第i+1个索段的坐标原点，则每个索段的方程为式中，afi和bfi是空缆状态每个索段悬链线方程的参数；根据空缆状态每个索段无应力长度与成桥状态相等的原则，得到式中，lfi为每个索段的水平长度；Si为第i段主缆的无应力长度；ΔS1为成桥状态切点位置与空缆状态不同造成的第1个索段的无影长度差；bfi＝‑cf·coshafi   (12)式中，Δl1为左切点与索鞍圆弧圆心之间的水平距离；利用广义简约梯度法求解式(11)～(13)组成的方程组，可获各段主缆的无应力长度lfi；利用同样的方法求出右半跨每个索段的水平长度；所述第五步具体为：用第i个索夹与桥塔中心的水平距离Δxi表示索夹的安装的位置；对于左半跨，式中，Δx0为左切点与桥塔中心的之间的水平距离；利用同样的方法求出右半跨每个索夹的安装位置。