[发明专利]一种斜拉-悬索协作体系桥运营期线形调整方法

说明书

本申请涉及一种斜拉‑悬索协作体系桥运营期线形调整方法，将桥上道砟荷载集度变化量加载到有限元模型上，计算得到恒载增加时的受调向量变化量；以线形调整时的施调向量目标变化量为未知数，计算线形调整时的受调向量目标变化量，二者相加之后得到调整索长后的受调向量，利用调整索长后的受调向量构建2‑范数，基于受调向量的允许差值上下限，从而可以反算出线形调整时的施调向量目标变化量。本申请提出了斜拉‑悬索协作体系桥在运营期二期恒载变化后的优化调索方法，利用该方法，可以非常方便地对轨道线形进行调整。

技术领域

本申请涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种斜拉-悬索协作体系桥运营期线形调整方法。

背景技术

有砟铁路桥在轨道铺设初期，道砟压实度不够，道床容重小于设计值，经过长期运营后，随着道砟的尖角不断被磨平及道砟的粉化，道砟被不断压实，导致轨道下沉，需定期将轨道拨高到设计位置，并补充道砟。补充道砟增加了桥梁的二期恒载，使得桥梁产生新的变形。小跨度桥梁结构变形小，仅依靠补充道砟便可将轨道调整至设计位置。大跨度缆索桥梁结构较柔，易产生大的变形，有砟道床厚度调整范围有限(通常可调范围为-2cm～+10cm)，当道砟重量变化大时，仅依靠补充道砟很难将轨道调整至设计位置。

目前采用有砟桥面结构形式的斜拉-悬索协作体系桥，将面临运营期二期恒载增加导致轨道线形变化大的问题，在已公开的文献资料上，目前还没有找到可解决此问题的措施和方法。

发明内容

本申请实施例提供一种斜拉-悬索协作体系桥运营期线形调整方法，以解决相关技术中有砟桥面结构形式的斜拉-悬索协作体系桥运营期二期恒载增加导致轨道线形变化大的问题。

本申请实施例提供了一种斜拉-悬索协作体系桥运营期线形调整方法，其包括如下步骤：

构建斜拉-悬索协作体系桥成桥时的有限元模型；

将全桥的斜拉索长度和吊索长度进行排序，以组成施调向量L_u；

将全桥的主塔顶的纵向位移、主梁节点的竖向位移进行排序，以组成受调向量y；

将桥上道砟荷载集度变化量加载到有限元模型上，计算得到恒载增加时的受调向量变化量y₀；

基于有限元模型，获取受调向量y关于施调向量L_u的影响矩阵A；

基于影响矩阵A和线形调整时的施调向量目标变化量L_u0，计算线形调整时的受调向量目标变化量y₁；

基于恒载增加时的受调向量变化量y₀和线形调整时的受调向量目标变化量y₁，计算调整索长后的受调向量y_t；

利用受调向量的允许差值上下限、调整索长后的受调向量y_t构建优化函数和约束条件，并计算出线形调整时的施调向量目标变化量L_u0；

根据线形调整时的施调向量目标变化量L_u0调整斜拉索长度和吊索长度，并通过调整道砟厚度，将轨道调整至设计标高。

一些实施例中，基于有限元模型，获取受调向量y关于施调向量L_u的影响矩阵A，包括如下步骤：

在有限元模型中，使施调向量L_u中的其中一个索长改变一个单位长度，并计算施调向量单位改变量下的受调向量变化量Δy；

以此类推，计算出每一个索长对应的受调向量变化量Δy；

将所有索长对应的受调向量变化量Δy组成影响矩阵A。

一些实施例中，y₁＝A×L_u0。