[發(fā)明專利]利用單元原始尺寸確定斜拉橋施工中間狀態(tài)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810046943.2
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101241522A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦順全;馬潤平;朱運河
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵大橋勘測設(shè)計院有限公司;中鐵大橋局股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E01D21/00;E01D11/04
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱盛華

????????????????????????????技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明斜拉橋安裝計算技術(shù)，具體為利用單元原始尺寸確定斜拉橋施工中間狀態(tài)的方法。

????????????????????????????背景技術(shù)

斜拉橋的安裝計算工作和連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)的計算方法不同。連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)可以先進行施工安裝模擬計算，然后根據(jù)最后安裝計算后的成橋進行運營荷載的檢算。斜拉橋由于其固有的特性，必須先進行成橋計算，然后通過某種方法找到一個能夠安裝到最后成橋狀態(tài)的恰當?shù)墓ば颉，F(xiàn)有方法以倒退分析法最為著名，其他還有正裝試算法等等方法，但是這些方法的共同點是準備數(shù)據(jù)量大、收斂速度較慢、適應(yīng)現(xiàn)場變化能力差。比如如果安裝計算結(jié)束后，施工步驟要發(fā)生變化，倒退分析法需要將整個循環(huán)重新走一遍，一般需要幾天甚至一個多星期的工作量，這必然導(dǎo)致施工效率低下。

????????????????????????????發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種能夠直接確定斜拉橋施工中間狀態(tài)的方法。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，利用單元原始尺寸確定斜拉橋施工中間狀態(tài)的方法，具體步驟是：

1)計算成橋狀態(tài)的斜拉橋構(gòu)件單元尺寸和內(nèi)力狀態(tài)，計算扣除內(nèi)力引起的變形以后的斜拉橋構(gòu)件單元的原始尺寸

2)進行常規(guī)的斜拉橋安裝計算，在斜拉索單元進行到位張拉的時候，根據(jù)斜拉索原始長度變化量和索力變化量的關(guān)系式ΔT₁₂＝(S₁₀-S₂₀)/(S₂₀/EA-ε)將單元原始尺寸安裝得和步驟2計算的斜拉橋成橋狀態(tài)單元的原始尺寸一致，稱為斜拉索到位，

3)在斜拉索到位前通過調(diào)整斜拉索的中間張拉力，讓主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力保持在允許范圍之內(nèi)，直到以后的施工步驟都不會使主梁應(yīng)力超過允許值，再將斜拉索張拉到原始尺寸和成橋狀態(tài)一樣，

4)按步驟2和3安裝完以后，對于有混凝土收縮徐變的橋梁，需進行全橋調(diào)索，使結(jié)構(gòu)內(nèi)力和成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)完全一致，

5)將步驟4斜拉橋構(gòu)件單元尺寸扣除結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，得到新的斜拉橋構(gòu)件單元原始尺寸，

6)用步驟5得到的斜拉橋構(gòu)件單元新的原始尺寸，重復(fù)循環(huán)步驟2、3、4，直到步驟4得到的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和上一循環(huán)步驟4得到的結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)一致，迭代結(jié)束，得施工中間狀態(tài)。

本發(fā)明有以下優(yōu)點：

1、準備數(shù)據(jù)量不到倒退分析法的一半；

2、迭代速度比較快，在同樣的數(shù)據(jù)量并排除手工操作的情況下，收斂速度是倒退分析法的2倍，因倒退分析法的迭代循環(huán)需要手工操作，所以一般倒退分析法迭代循環(huán)一次的時間達數(shù)天之久，而用此方法迭代循環(huán)一次最多只要1天；

3、由于迭代收斂速度快，因此對現(xiàn)場多變的情況能夠迅速作出反應(yīng)，能夠大大提高施工效率。

??????????????????????????說明書附圖

圖1是斜拉索張拉前狀態(tài)示意圖

圖2是斜拉索張拉后狀態(tài)示意圖

??????????????????????????具體實施方式

本發(fā)明的原理為：通過對斜拉橋施工過程的分析，可以發(fā)現(xiàn)斜拉索在不主動調(diào)整的時候，雖然斜拉索的索力會發(fā)生變化，但是斜拉索的原始尺寸不會變化。只有在主動調(diào)整斜拉索時，斜拉索的原始尺寸才會發(fā)生變化，而且原始尺寸的變化量和索力變化量成正比。因此斜拉索張拉到位后，即到成橋前都不再進行調(diào)整后，其原始長度和成橋原始長度相等。根據(jù)到位后斜拉索原始長度和成橋斜拉索原始長度相等的原理可以確定斜拉索張拉到位時的索力，從而直接確定斜拉橋施工中間狀態(tài)。原始尺寸指的是構(gòu)件扣除內(nèi)力產(chǎn)生變形后的長、寬、高、曲率等幾何尺寸。

斜拉索原始長度變化量和索力變化量的關(guān)系推導(dǎo)如下。如圖1示，結(jié)構(gòu)狀態(tài)1：斜拉索的幾何長度S₁，零應(yīng)力原始長度S₁₀，索面積A，斜拉索的彈性模量E，索力T₁；通過用千斤頂主動張拉斜拉索成為狀態(tài)2：索的幾何長度S₂，零應(yīng)力原始長度S₂₀，索力T₂＝T₁+ΔT₁₂。