[发明专利]一种调节套筒影响下的斜拉桥索力计算方法

说明书

本发明公开了一种调节套筒影响下的斜拉桥索力计算方法，用于计算柔性拉索的索力，所述柔性拉索上设有调节套筒，所述柔性拉索、调节套筒的外端均设有铰接锚，所述柔性拉索与调节套筒之间固接，所述铰接锚与桥体铰接，所述调节套筒为刚性拉杆，所述计算方法包括如下步骤：计算位移函数；变形协调；求解索力。本发明的优点在于：其通过将调节套筒的影响考虑进计算公式，明显的提高了计算精度，通过变形协调处理，简化了正弦函数和线性振形叠加过程。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体指一种调节套筒影响下的斜拉桥索力计算方法。

背景技术

拉索索力调节是斜拉桥的关键技术之一，通过拉索对主梁内力进行调整，使主梁和拉索达到理想受力状态。

目前索力检测广泛采用的是振动法测估拉索索力，即通过测试拉索固有振动频率来估算拉索索力。对于长度较长的拉索，调节套筒的影响几乎可以忽略不计，即可视为柔性拉索，用现有计算公式计算所得结果比较可靠。但是对于长度较短的拉索，调节套筒的刚度及其单位长度质量与柔性索段的差异所造成的影响比较突出，如果忽略此差异,会给测试结果带来较大的误差甚至错误,不能满足工程应用，所以必须把调节套筒对振动特性的影响计入计算公式，即可视为刚性拉杆。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种调节套筒影响下的斜拉桥索力计算方法，其具有更高的计算精度，从而提高了检测的准确性和桥梁的安全性。

为实现上述目的，本发明所设计的一种调节套筒影响下的斜拉桥索力计算方法，用于计算柔性拉索的索力，所述柔性拉索上设有调节套筒，所述柔性拉索、调节套筒的外端均设有铰接锚，所述柔性拉索与调节套筒之间固接，所述铰接锚与桥体铰接，所述调节套筒为刚性拉杆，所述计算方法包括如下步骤：

步骤1：计算位移函数；

步骤2：变形协调；

步骤3：求解索力。

进一步地，所述步骤1还包括如下步骤：

步骤1.1：使用计算模态分析得到柔性拉索在单侧调节调节套筒作用下的振形图：

步骤1.2：一般拉索的振形函数均视为正弦函数，在调节套筒的作用下，柔性拉索的振形发生了改变，柔性拉索部分为正弦函数和线性函数的叠加函数，而调节套筒部分为线性函数，从而得出柔性拉索部分的位移函数；

步骤1.3：在柔性拉索部分的位移函数中叠加一个线性函数，从而得出其振形函数和调节套筒部分的线性函数。

进一步地，所述步骤3还包括如下步骤：

步骤3.1：计算柔性拉索的动能和势能；

步骤3.2：计算调节套筒的动能和势能；

步骤3.3：计算拉索系统总动能和总势能；

步骤3.4：计算索力T的表达式。

更进一步地，所述步骤1.2中，所述柔性拉索部分的位移函数的位移函数为：

（1）

式中：φ(x)为拉索振形函数；为索对称安装减振器后，第n阶振动的固有频率；为拉索振动初相位。

进一步地，所述步骤1.3中，所述柔性拉索部分的振形函数和调节套筒部分的线性函数分别为：

柔性拉索部分的振形函数：

（2）

式中：a、b为待定常数；

调节套筒部分的线性函数为：

（3）

式中：k、c为待定常数。