一种斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115758520A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211405221.8G06F119/04(2020.01)(22)申请日2022.11.10G06F119/14(2020.01)(71)申请人中铁第四勘察设计院集团有限公司地址430063湖北省武汉市杨园和平大道745号申请人中国铁建股份有限公司(72)发明人王小飞严爱国王鹏宇张晓江罗春林周继殷鹏程樊少彻谢自畅刘振标王志平崔苗苗(74)专利代理机构武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)42224专利代理师李佑宏(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)G06F111/04(2020.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法(57)摘要本发明公开了一种斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，属于铁路桥梁工程领域，其通过分别构建斜拉、悬索桥的计算模型，获取斜拉悬索协作体系的计算模型，并在该计算模型的基础上，添加移动载荷获取刚度平顺性曲线和斜拉疲劳特征分析曲线，并依次为判断依据，得到过渡区斜拉悬索的最优内力。本发明的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其以大跨度斜拉悬索协作体系桥的行车安全性和舒适性为原则，以过渡区的刚度平顺性和吊索疲劳特征为优化目标，以过渡区斜拉索索力、吊索索力作为合理成桥状态确定的关键因素，方法简单，实用性强，计算效率高，为超大跨度公铁合建斜拉悬索协作体系桥的设计提供了新的选择空间。CN115758520ACN115758520A权利要求书1/2页1.一种斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，其包括以下步骤：S100：设定过渡区的索力和过渡区中斜拉部分与悬索部分的恒载比例，获取过渡区中斜拉和悬索的内力；S200：根据过渡区斜拉部分和悬索部分的内力，分别建立斜拉部分和悬索部分的计算模型；S300：将悬索部分计算模型和斜拉部分计算模型进行组合，获取斜拉悬索协作体系的计算模型；S400：调整过渡区斜拉部分和悬索部分承担的恒载分配比例，记录多组主梁在过渡区的刚度平顺性曲线和斜拉索疲劳特征分析曲线；S500：比选多组刚度平顺性曲线和斜拉疲劳特征分析曲线，得到过渡区斜拉索与吊索最优内力。2.根据权利要求1所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，在步骤S200中，对斜拉部分计算模型的建立包括以下步骤：对吊索处主梁节点竖向自由度进行约束，根据步骤S100步骤中的恒载比例，确定斜拉段拉索的索力；利用影响矩阵法进行优化，得到斜拉部分的成桥状态，即斜拉部分的计算模型。3.根据权利要求2所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，在步骤S200中，首先在吊索处施加节点荷载模拟主梁，包括以下步骤：并初步确定悬索部分的主缆节点坐标，利用分段悬链线理论迭代得到主缆精确坐标。4.根据权利要求3所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，在步骤S300中，建立斜拉悬索协作体系具体包以下步骤：根据斜拉索索力、主缆线形、主缆索力和吊杆索力作为初始条件，得到协作体系初步成桥状。5.根据权利要求1～4中任一项所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，在步骤400中，获取多组主梁在过渡区的刚度平顺性曲线和斜拉索疲劳特征分析曲线，包括以下步骤：在斜拉、悬索体系内设置沿桥面桥梁移动的集中载荷，记录交界点处主梁挠度和竖向转角随重车加载位置变化的时程曲线。6.根据权利要求5所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，所述刚度平顺性曲线包括最大挠度与集中载荷位置的时程曲线和最大竖向转交与集中载荷位置的时程曲线；判断多组曲线的斜率，获取过度段内曲线斜率变化最小的曲线，并记录各曲线所对应的恒载比例。7.根据权利要求6所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，获取过渡区交界点处斜拉索的内力幅均匀分布，以疲劳内力幅的均匀分布为依据，判断最佳合理成桥状态对应的荷载分配比例。8.根据权利要求3所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，对主缆的精确坐标的获取包括以下步骤：确定悬索部分的主缆节点坐标，利用分段悬链线理论迭代得到主缆精确坐标。2CN115758520A权利要求书2/2页9.根据权利要求1所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，在利用步骤S100～S500获得最优内力后，相应调整主梁的线形；重复步骤S400中的操作进行迭代调整，总终获得合理成桥状态。10.根据权利要求9所述的斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态分析方法，其特征在于，在步骤S100中，初定的斜拉索、吊索承载的横在比例为1：1。3CN115758520A说明书1