[發明專利]一種懸索橋AS法架設主纜成型器單元綜合節點設計方法

在審

• 申請號: 202111272053.5
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN114032772A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 譚沸良;唐茂林;施津安;翟曉亮;郭瑞;王冠青;董江華;陳小雨;江建秋
• 申請（專利權）人: 成都林立宇坤勘察設計有限公司;西南交通大學;中交二公局第二工程有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01D19/16;E01D11/02;G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

本發明公開了一種懸索橋AS法架設主纜成型器單元綜合節點設計方法，步驟包括；基本假定，建立有限元分析模型，架設基準絲，提取基準絲切線角，確定成型器虛擬單元安裝空間角度，安裝成型器綜合節點單元，初始絲股單元安裝，調整絲股長度匹配索力，提取數據驗證假定實現，確定錨靴安裝位置，確定貓道調整方案。本專利針對主纜AS法紡絲過程計算，提高計算效率，并將理論計算結果用于指導施工，提供AS法主纜架設施工的各項控制參數。本專利主要依托貴黃高速陽寶山特大橋主纜AS法施工計算，對陽寶山特大橋主纜AS法架設提供了關鍵施工參數，同時由陽寶山特大橋現場反饋實際監測數據進一步驗證計算的可靠性。

技術領域

本發明涉及懸索橋架設主纜成型器相關的技術領域，具體來講涉及的是一種懸索橋AS法架設主纜成型器單元綜合節點設計方法。

背景技術

主纜是懸索橋最重要的受力構件，目前主纜成索方法有預制平行鋼絲法(以下簡稱PPWS法)和空中紡線法(以下簡稱AS法)兩種，國內懸索橋基本采用 PPWS法，主纜絲股架設計算方法與思路研究也僅限于用PPWS法架設的主纜，對 AS法架設主纜的理論計算方法研究甚少。

常規的PPWS法(PPWS法：索股是在廠內預制好后到現場進行安裝懸索橋索股施工方法)架設主纜，索股在工廠制造，索股中鋼絲的長度及精度能很好控制，現場架設只需要將索股安裝到適當的位置就可以了。而AS法(AS法：索股在施工現場紡織成股并安裝索股施工方法)是用施工現場紡織索股代替了工廠制造，制造索股的胎架由施工現場的貓道、成型器、索鞍等構成，制造過程中的紡絲張力、胎架的變形、索股的滑動等都會影響紡絲的長度從而影響索股的精度。對于AS法紡絲過程的計算，利用當前中國常規的PPWS法架設索股的計算思路與計算方法難以實現，為此應增加特殊結構單元、特殊假定條件研究AS法架設索股過程的理論計算，填補國內關于AS法架設索股紡絲過程理論計算的空白。

懸索橋主纜AS法紡絲過程，相對于PPWS法架設索股，AS法增加了紡絲過程計算，將廠內誤差控制帶到施工現場控制，而施工現場環境多變，如何將理論與現場環境相結合，并由理論分析計算結果指導施工，這就對理論計算的準確性和效率提出了更高的要求，使得合理的絲股狀態假定是計算與現場實際能吻合的關鍵。

發明內容

因此，為了解決上述不足，本發明在此提供一種懸索橋AS法架設主纜成型器單元綜合節點設計方法；設計特殊計算單元解決懸索橋AS法紡絲過程中鋼絲在成型器中自由滑動的狀態和重量自動分配的問題。

本發明是這樣實現的，構造一種懸索橋AS法架設主纜成型器單元綜合節點設計方法，其特征在于，實施步驟如下；

(1)基本假定：根據現場施工情況設置特殊假定，對恒張力AS法紡絲施工特殊假定是：a、在鋼絲紡絲過程中鋼絲與成型器和索鞍之間的摩擦忽略不計； b、紡絲按照索鞍內的索股排列順序一層一層的進行，索股層與層之間有相互豎向作用關系且忽略相互縱向摩擦作用，同一層之中絲股之間無相互影響；c、絲股在紡絲過程中的張力損失忽略不計；

(2)建立有限元分析模型：利用有限元分析軟件建立包含貓道系統及紡絲系統的綜合模型，模型中包含的主要構件有橋塔、索鞍、貓道、基準索、基準絲、成型器和紡絲過程的其他構件，形成貓道纜索結構一體的有限元分析模型；

(3)架設基準絲：架設基準絲，基準絲作為定位鋼絲，其作用類似基準索股，基準絲線形可為1#基準索股最底部鋼絲線形，在此基準絲高度下定位的成型器高度能較均勻的傳遞紡絲過程中鋼絲部分重量，同時此線形也可以作為基準索股調索依據；

(4)提取基準絲切線角：在基準絲有限元架設線形的基礎上，提取每個成型器位置處基準絲切線角，以此角度作為計算虛擬成型器單元空間位置的依據；

(5)確定成型器虛擬單元安裝空間角度：成型器虛擬單元安裝空間角度應與基準絲切線方向垂直，通過設置等長L的成型器單元求得虛擬點坐標，結合之前確定成型安裝高度位置，此時綜合成型器所有坐標參數都已確定；