[发明专利]一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法及系统

权利要求书

1.一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

以主塔和吊杆为分段节点，将主缆划分为多个小段，并设定相邻分段节点间的主缆小段为直线；

基于主缆划分结果，对相邻分段节点间的主缆小段的空间参数进行计算，并确定各主缆小段的受力情况；

根据主缆小段的受力情况和长度，计算得到各主缆小段的无应力长度。

2.如权利要求1所述的一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，所述对相邻分段节点间的主缆小段的空间参数进行计算，具体步骤包括：

以桥梁的中心原原点，建立三维坐标系，得到主缆小段中两端点的坐标；

基于主缆小段两端点的坐标，得到主缆小段与水平面的夹角，以及主缆小段的水平投影线与三维坐标系X轴的夹角。

3.如权利要求2所述的一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，所述确定各主缆小段的受力情况，具体包括：

基于力学平衡算法，计算得到相邻两主缆小段中，其中一主缆小段在两主缆小段的共同端点处的张力，另一主缆小段在两主缆小段的共同端点处的张力；

基于力学平衡算法，计算得到相邻两主缆小段中，其中一主缆小段在自身一端点处的张力，且该端点非两主缆小段的共同端点，以及另一主缆小段在自身一端点处的张力，且该端点非两主缆小段的共同端点。

4.如权利要求3所述的一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，所述计算得到相邻两主缆小段中，其中一主缆小段在两主缆小段的共同端点处的张力，具体的计算方式为：

其中，表示相邻两主缆小段中，其中一主缆小段在两主缆小段的共同端点处的张力，D表示相邻两主缆小段共同端点处的吊杆拉力，β表示相邻两主缆小段共同端点处的吊杆与水平面的夹角，θ₁表示相邻两主缆小段中，其中一主缆小段与水平面的夹角，θ₂表示表示相邻两主缆小段中，其中一主缆小段的水平投影线与三维坐标系X轴的夹角，θ′₁表示相邻两主缆小段中，另一主缆小段与水平面的夹角，θ′₂表示相邻两主缆小段中，另一主缆小段的水平投影线与三维坐标系X轴的夹角。

5.如权利要求4所述的一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，所述计算得到相邻两主缆小段中，另一主缆小段在两主缆小段的共同端点处的张力，具体的计算方式为：

其中，表示相邻两主缆小段中，另一主缆小段在两主缆小段的共同端点处的张力。

6.如权利要求1所述的一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，当计算得到各主缆小段的无应力长度之后，还包括：对主缆小段内各小段的无应力长度进行计算。

7.如权利要求1所述的一种确定空间缆索桥初始平衡状态的方法，其特征在于，所述对主缆小段内各小段的无应力长度进行计算，具体的计算方式为：

L_n＝α_n×L

其中，L_n表示主缆小段内第n个小段的无应力长度，α_n表示主缆小段内第n个小段的长度分配系数，L表示主缆小段的无应力长度，l_n表示主缆小段内第n个小段的长度，l表示主缆小段的长度。

8.一种确定空间缆索桥初始平衡状态的系统，其特征在于，包括：

划分模块，其用于以主塔和吊杆为分段节点，将主缆划分为多个小段，并设定相邻分段节点间的主缆小段为直线；

确定模块，其用于基于主缆划分结果，对相邻分段节点间的主缆小段的空间参数进行计算，并确定各主缆小段的受力情况；

计算模块，其用于根据主缆小段的受力情况和长度，计算得到各主缆小段的无应力长度。