[發(fā)明專利]一種三塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)智能化快速調(diào)索方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210405359.1
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114692467B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高慶飛;李其遠(yuǎn);閆嘯坤;徐浩;史偉鑒;劉成慶;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué);國能運(yùn)輸技術(shù)研究院有限責(zé)任公司;黑龍江省交投工程建設(shè)有限公司;黑龍江省龍建路橋第一工程有限公司;黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 王恒

1.一種三塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)智能化快速調(diào)索方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)三塔斜拉橋尺寸結(jié)合構(gòu)造需要，建立空間桿系有限元模型，設(shè)成橋狀態(tài)下所有拉索索力為：

其中，x_i為每根拉索對應(yīng)的索力，i＝1,2,3,…,n；

步驟二：令所有拉索索力{x_i}_n×1＝{1}_n×1，即x_i＝1，此時在第i根拉索單位力為1作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彎矩為軸力為剪力為則所有拉索索力和二期荷載作用下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力及剪力分別為：

其中，M_p為基本體系在二期荷載下產(chǎn)生的彎矩，N_p為基本體系在二期荷載下產(chǎn)生的軸力，Q_p為為基本體系在二期荷載下產(chǎn)生的剪力，n為拉索數(shù)量，

此時主梁和索塔所積蓄的能量分別為：

主梁

索塔

其中，E為彈性模量，I為抗彎慣距，A為截面面積，G為剪切模量，k為剪應(yīng)力不均勻系數(shù)；

步驟三：建立目標(biāo)函數(shù)：

W＝U_g+φU_t

以彎矩為主要控制因素不考慮剪力和軸力，目標(biāo)函數(shù)可簡化為：

其中，W為結(jié)構(gòu)耗費(fèi)的總能量費(fèi)用，φ為索塔與主梁的能量代價之比；

步驟四：將結(jié)構(gòu)的彎矩代入目標(biāo)函數(shù)：

其中，

δ_ii，δ_ij，Δ_ip為與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)的中間變量，x_j為第j根拉索對應(yīng)的索力，j＝1,2,3,…,n且j≠i，在第j根拉索單位力為1作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彎矩為M_j；

步驟五：對內(nèi)力取駐值：

得到駐值方程：

步驟六：令所有拉索索力的初拉力均為0，得到索力

對主梁和索塔調(diào)整剛度使截面抗彎慣性矩I_yy縮小，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜載內(nèi)力計算，得到索力

若索力滿足駐值方程，則進(jìn)行步驟七，若不滿足則調(diào)整I_yy縮小的倍數(shù)直至索力滿足駐值方程；

步驟七：根據(jù)求解得到的一組滿足駐值方程的索力按照索力合理性原則，對負(fù)值索力參照臨近索力值進(jìn)行賦值，得到索力

步驟八：將索力代入調(diào)整剛度前的有限元模型中，并限制成橋階段主梁與拉索相交位置的豎向位移u的取值范圍：

限制兩側(cè)的索塔與拉索相交位置的水平位移的取值范圍為±10mm，計算得到一組索力

步驟九：根據(jù)主梁和索塔彎矩圖進(jìn)行索力微調(diào)，除每個索塔最中間的一對拉索以及兩側(cè)最邊緣的三對拉索允許索力有突變外，使得其余拉索滿足從短的拉索到長的拉索索力逐漸遞增的原則，得到索力

步驟十：檢驗荷載最不利組合及活載作用下主要截面應(yīng)力是否合理，如不合理返回步驟九再次微調(diào)，直至最終得到成橋階段合理索力

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三塔斜拉橋合理成橋狀態(tài)智能化快速調(diào)索方法，其特征在于：所述步驟六中截面抗彎慣性矩I_yy縮小5×10^m倍，m取值為5～7。