[發明專利]一種新型的預應力鋼束實驗參數計算方法

在審

• 申請號: 202111561975.8
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114329700A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 劉永莉;薛田甜;肖衡林;萬娟;徐靜;何歡;柏華軍;席銘洋;朱志政
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種新型的預應力鋼束實驗參數計算方法，其特征在于：首先箱梁最終張拉前進行兩次單端分級張拉，根據各級預應力鋼筋束測量數據，利用最小二乘法對摩阻參數擬合，并對張拉伸長量及張拉力進行算法預測及動態修正摩阻參數，將最終得到摩阻參數應用到雙端實際張拉修正，所述摩阻參數包括預應力鋼筋束與管道壁的摩擦系數和管道摩擦系數影響的局部偏差系數。

2.根據權利要求1所述預應力鋼束實驗參數計算方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、根據工程規模，選擇典型梁板的預應力管道，并收集預應力鋼筋束的布置及預應力管道的管道參數；

步驟2、搭建張拉裝置，將預應力鋼筋束一側選作為主動端，另一端作為被動端，開始對預應力鋼筋束進行分級張拉，讀取并記錄主動端張拉力、被動段張拉力及預應力鋼筋束的伸長量；

步驟3、至少分四級張拉，分級張拉時，從第三級張拉開始，依據最小二乘法對預應力管道的摩擦系數和局部偏差系數進行擬合，計算公式如下：

管道摩阻損失計算公式為F_B＝F_Ze^-(μθ+kl) 公式(1)

對于公式(2)化簡得到：

n為荷載分級加載的總級數；

μ為預應力鋼筋束與管道壁的摩擦系數；

θ為張拉端預應力管道的曲線孔道的切線與計算截面處曲線孔道的切線之間的夾角，根據曲線孔道的曲率來計算；

k為管道每米局部偏差對摩擦影響的局部偏差系數；

x為從張拉端至計算截面的管道長度，近似取該段管道在構件縱軸上的投影長度；

c_i為第i級張拉的中間參數，為第i級張拉被動端的實測應力，為第i級張拉主動端的張拉力；

l為預應力管道的空間曲線長度；

i為預應力鋼筋束加載級數；

由公式(1)和公式(3)得到

通過公式(4)得到μ_i為第i級預應力鋼筋束與管道壁的摩擦系數；

k_i為第i級管道每米局部偏差對摩擦的影響系數；

步驟4、對加載后數據進行整合記錄，根據算法求出第i級時的摩阻系數實測值,通過制定n-1級摩阻參數預測第n級摩阻系數值的規則，由i-1級摩阻參數預測i級時的摩阻參數，預測公式如下：

μ_i＝n為預測的第n級張拉時預應力鋼筋束與管道壁的摩擦系數；

k_i＝n為預測第n級張拉時預應力管道每米局部偏差對摩擦的影響系數；

w_i為第i級加載的權值系數；

n為預應力分級加載的總級數，此處n為動態加載級數，且n4，每次加載時都會進行預測與修正，在n-1級加載時預測n級值；

步驟5、假定張拉過程中鋼束形狀不變，精確計算預測的后一級荷載下伸長量，并與實際伸長校核，對張拉預測結果不斷進行動態修正，減少誤差；

步驟6、將步驟2中預應力鋼筋束分級加載完畢后的主動端、被動端進行調換，再次逐級對預應力鋼筋束分級加載張力；分級張拉時，讀取并記錄下張拉力及鋼束伸長量；

步驟7、重復2到5，在每級張拉過程中通過最小二乘法將各級張拉下的μ和k不斷進行擬合，并對預測值不斷修正，反復減小誤差；此外按照該算法可實時監測出鋼束受力變化，通過每一級的應力實測計算值與前一級的張拉預測進行對比，持續進行張拉結果的動態預測；

步驟8、在最后一級張拉結束前完成最終張拉預測結果，將最終張拉預測應用到實際張拉修正中進行雙端張拉。

3.根據權利要求2所述的預應力鋼束實驗參數計算方法，其特征在于：步驟3中，預應力鋼筋束與管道壁的摩擦系數μ和管道每米局部偏差對摩擦影響的局部偏差系數k計算公式如下：

μ＝Σ(w_iμ_i) k＝Σ(w_ik_i)。

4.根據權利要求3所述的預應力鋼束實驗參數計算方法，其特征在于：步驟4中，權重系數w_i計算方式如下：