[发明专利]一种基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法

权利要求书

1.一种基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据斜拉索两端锚固点设计坐标、钢丝直径、钢丝数量、钢丝密度及钢丝弹模建立斜拉索非线性有限元模型，根据设计索力计算斜拉索空间线形；

等梯度迭代设计索力，依次计算等索力梯度变化下不同设计索力的斜拉索空间线形，得到斜拉索跨中最大挠度f_imax随设计索力变化的曲线cv₁；

现场激光扫描测试斜拉索空间线形，推算斜拉索两端锚固点实测坐标及斜拉索实测跨中最大挠度f_t；

将斜拉索实测跨中最大挠度f_t对照斜拉索跨中最大挠度f_imax随设计索力变化的曲线cv₁，通过线形内插确定初步实测索力结果T₀；

将斜拉索两端锚固点实测坐标代入更新斜拉索非线性有限元模型，以初步实测索力结果T₀为中心细化索力梯度计算斜拉索跨中最大挠度ff_imax，形成更新细化的斜拉索跨中最大挠度随索力变化的曲线cv₂；

将斜拉索实测跨中最大挠度f_t对照更新细化后的斜拉索跨中最大挠度随索力变化的曲线cv₂，通过线形内插得到修正的实测索力结果T_t，完成对长大斜拉桥索力的测试。

2.根据权利要求1所述的基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，根据设计索力计算斜拉索空间线形包括：通过有限元软件建立斜拉索单根索非线性有限元模型，斜拉索采用3D杆单元模拟，根据斜拉索索长划分单元长度，通过设置初应变模拟斜拉索索力，初应变值通过设计索力求得，然后在单根索两端锚固点处约束节点的全部自由度，计算单根索的空间线形，其中：

初应变值＝设计索力/(索面积×钢丝弹模)。

3.根据权利要求1所述的基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，建立斜拉索非线性有限元模型中，采取参数化建模建立单根索非线性有限元模型，将斜拉索两端锚固点坐标、钢丝直径、钢丝数量、钢丝密度及钢丝弹模在有限元软件中定义为相互独立的参数，对于不同斜拉索，修改对应参数可建立其非线性有限元模型。

4.根据权利要求1所述的基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，所述等梯度迭代设计索力，依次计算等索力梯度变化下不同设计索力的斜拉索空间线形中，以30％～200％设计索力为范围，5％～10％设计索力为梯度。

5.根据权利要求1所述的基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，现场激光扫描测试斜拉索空间线形，推算斜拉索两端锚固点实测坐标及斜拉索实测跨中最大挠度f_t包括：在斜拉索所在平面以经过斜拉索梁端锚固点的水平线为x轴，经过斜拉索塔端锚固点的竖直线为y轴，建立平面直角坐标系，通过激光扫描测试出斜拉索的空间线形y＝F(x)，据此推算出斜拉索两端锚固点实测坐标及斜拉索实测跨中最大挠度f_t。

6.根据权利要求1所述的基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，细化计算斜拉索跨中最大挠度ff_imax中，在0.90T₀～1.10T₀区间内，以0.02T₀为梯度细化计算该区间索力作用下斜拉索跨中最大挠度ff_imax。

7.根据权利要求1所述的基于空间线形的长大斜拉桥索力测试方法，其特征在于，

还包括计算索力测试误差，在推算斜拉索实测跨中最大挠度f_t后，分析斜拉索实测跨中最大挠度误差f_e，对照曲线cv₂，通过线性内插分别确定出f_t-f_e、f_t+f_e对应的索力结果T_t1、T_t2，则索力测试误差ΔT＝(T_t2-T_t1)/2。