一种悬索桥索鞍处主缆长度快速精确计算方法技术

一种悬索桥索鞍处主缆长度快速精确计算方法，涉及一种主缆长度计算方法。首先，根据主缆与索鞍的几何关系推导了索鞍处主缆曲线修正算法，然后，利用牛顿‑拉菲森迭代法对所得二元非线性方程组进行求解，最后，选取常见的主索鞍与散索鞍两组算例验证了该方法的可靠性。相比于传统算法，表达形式更加明确，对参数初始值设置没有严格要求，均可达到快速收敛的效果，增强了其可操作性，大大提高了计算效率。可方便地应用于建设期间主缆曲线长度以及索鞍位置的确定，为大跨径悬索桥的施工控制提供了有力的工具，使其施工完成后更加接近设计状态。

A fast and accurate calculation method of main cable length at saddle of suspension bridge

【技术实现步骤摘要】
一种悬索桥索鞍处主缆长度快速精确计算方法
本专利技术涉及一种主缆长度计算方法，尤其是一种悬索桥索鞍处主缆长度快速精确计算方法，属于悬索桥索鞍曲线修正计算领域。
技术介绍
悬索桥由于具有受力性能合理、抗震性能较好、大跨轻盈的特点，是特大跨径桥梁的首选桥型。当桥梁跨径超过1200m时，悬索桥被认为是最具有竞争力的桥型方案，随着跨径的增大，悬索桥的优势就越明显。主缆是悬索桥至关重要的受力构件，悬索桥施工质量的指标很大程度上要考虑桥梁施工完成后的实际主缆线形与设计主缆线形是否一致。对于特大跨径悬索桥，主缆的安全系数要求不小于2.5，这必然要对悬索桥进行精确的求解。目前的悬索桥计算分析方法已经比较成熟，但由于计算模型在假设时精度达不到要求，所以在处理一些局部受力问题时，悬索桥的计算内力和线形与实际受力与变形有一定偏差。悬索桥的索鞍起到了转向或分散主缆的作用，并限制了主缆的变形。对于悬索桥的成桥阶段，主缆在进出鞍座处与鞍座是处于相切状态的，两者在切点间是紧密接触的，主缆在鞍座内不能有任何的相对滑移。而在施工阶段，考虑到施工的实际情况，主缆与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬索桥索鞍处主缆长度快速精确计算方法，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：/n步骤一：主缆索段力学分析，包括：/n将一段只受自重的缆索分割出来，H和V分别表示主缆的水平分力和竖向分力，q为缆索沿弧长均布的自重荷载，l为主缆在x轴的投影长度，c为主缆在y轴的投影长度，得到主缆在自重作用下的曲线形状为悬链线，具体表达式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种悬索桥索鞍处主缆长度快速精确计算方法，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：
步骤一：主缆索段力学分析，包括：
将一段只受自重的缆索分割出来，H和V分别表示主缆的水平分力和竖向分力，q为缆索沿弧长均布的自重荷载，l为主缆在x轴的投影长度，c为主缆在y轴的投影长度，得到主缆在自重作用下的曲线形状为悬链线，具体表达式为：



对于原点处H、V已知，则有：



索鞍处的主缆线形x为水平向，y为竖向，假设一个虚拟的主缆交点，即理论顶点，将局部坐标系原点建立在理论顶点上，其坐标为(0,0)，左侧主缆与索鞍的切点标为切点1，其局部坐标为(x1,y1)，右侧主缆与索鞍的切点标为切点2，其局部坐标为(x2,y2)，索鞍与主缆接触面为圆弧，索鞍圆心局部坐标为(x3,y3)，半径为R，x1、x2与y1、y2的关系满足公式(1)，用y＝f(x)来表示，
根据左侧主缆与索鞍相切可以得到，切点1与索鞍圆心的连线斜率k...

【专利技术属性】
技术研发人员：高庆飞，张坤，殷甲，洪能达，郭斌强，刘洋，李忠龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23