一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法技术

本申请涉及一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，涉及悬索桥设计技术领域，包含以下步骤：通过转换整体坐标系W

【技术实现步骤摘要】
一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法
本申请涉及悬索桥设计
，特别涉及一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法。
技术介绍
目前,在一些跨径不大主缆直径较小的悬索桥当中，若悬索桥主缆在进入锚碇之前只有散索要求而无转向要求,通常采用喇叭形的散索套来代替散索鞍座，尤其是自锚式悬索桥。丝股经过散索套扩散后分别锚固于锚面的不同位置，在喇叭口至锚固点的长度范围内，丝股可分为两部分，一是与散索套密贴的部分，二是脱离散索套悬空的部分，两部分之间的分界点即为丝股在散索套中的脱离点。为了准确计算丝股的设计长度，首先应确定各丝股脱离点的位置。相关技术中,在计算锚跨丝股设计长度时，多采用简化方法，假定丝股从散索套理论散索点至锚固点为一直线，采用受拉杆理论计算丝股长度，简化方法不考虑脱离点的位置及丝股的分段。但是,简化方法存在以下问题：1、不区分密贴段和悬空段，这与实际不符，计算的丝股设计长度存在误差；2、无法计算丝股对散索套的作用反力，进而无法精确的进行散索套的设计。
技术实现思路
本申请实施例提供一种确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其特征在于，包含以下步骤：/nS1：根据散索套在竖直平面内的方位角α，通过转换整体坐标系W

【技术特征摘要】
1.一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1：根据散索套在竖直平面内的方位角α，通过转换整体坐标系W0得到散索套局部坐标系Ws；
根据每根丝股与散索套内壁密贴部分所在平面与Ws的XY平面的转索角φi，将Ws绕X轴旋转φi至转索平面，对每根丝股分别建立丝股坐标系Wi，1≤i≤N，N为丝股总数；
以锚面为YZ平面建立锚面坐标系Wm；
S2：根据给定的丝股排列位置，计算每根丝股在Ws下，位于散索套小端口截面的坐标，将Wm下各个丝股锚固点坐标转换至Ws下，再结合转索角φi计算各丝股在脱离点处相对于散索套中心轴初始的切线角度βi，并计算各根丝股的拉力；
S3：针对第i根丝股，分别假设其在脱离点处相对于散索套中心轴的切线角度为β1＝βi和β2＝tβi，进行二分法迭代计算，分别计算出所述Wi下三个方向的分力以及Wi下脱离点的坐标，并以锚固点的纵坐标作为常量，迭代验证竖坐标，直至竖坐标验证合格，得到更新后的切线角；
S4：用更新后的切线角，计算各丝股在Ws下X轴方向的分力之和，计算所述分力之和与边跨主缆力Ws下X轴的分力差值是否满足精度要求，若不满足精度要求，令各丝股切线角等于其更新后的切线角，返回S3，直至所述差值满足精度要求，取用此时切线角对应的散索套脱离点的坐标。


2.如权利要求1所述的一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其特征在于，所述散索套在竖直平面内方位角α的计算如下：
根据边跨主缆张拉力的纵向分力FXR和竖向分力FYR，计算α＝atan(FYR/FXR，W0绕Z轴旋转α即转化为Ws。


3.如权利要求1所述的一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其特征在于，第i根丝股在Ws下位于散索套小端口截面的坐标为(xi、yi、zi)，所述βi的计算包括：
根据方位角α，生成方位角坐标转换矩阵T



将预设的Wm下的各个丝股锚固点坐标(x0i、y0i、z0i)转换到W0下，然后利用散索套坐标转换矩阵T，将各丝股锚固点在W0下的坐标转换到Ws下，即
根据丝股的转索角φi、丝股的坐标(xi、yi、zi)、丝股锚固点在Ws下的坐标(x″0i、y″0i、z″0i)计算丝股初始的切线角βi，


4.如权利要求3所述的一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其特征在于，所述各根丝股的拉力的计算如下：
通过边跨主缆张拉力的FXR和FYR计算边跨主缆力沿Ws下X轴的分力FR；
通过FL＝FR，FL为锚跨侧所有丝股在Ws下X轴方向的分力之和，计算每根丝股的拉力fi，其中每根丝股的拉力均相等。


5.如权利要求4所述的一种确定散索套内丝股脱离点位置的方法，其特征在于，丝股外径ri″的计算方法为：
ri″＝R″+R′-ri′
其中，R′为理论散索点处散索套的内径，R″为喇叭小端口张开外径，ri′为丝股外径，且
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【专利技术属性】
技术研发人员：霍学晋，陈佳，苗润池，万田保，高宗余，马润平，
申请(专利权)人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42