一种拱桥扣背索索力数据处理方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种拱桥扣背索索力数据处理方法、系统和存储介质，可广泛应用于桥梁施工领域。本发明专利技术提取不同施工阶段中拱肋控制节点的位移和拉索索力的影响矩阵；基于所述位移影响矩阵，获取合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移；以各吊装施工阶段的拱肋控制点实际位移与目标位移差的平方和为目标函数，对上下游拱肋线形、大小里程的线形等进行约束，求解拱桥扣背索索力，从而提高了线形误差控制精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种拱桥扣背索索力数据处理方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及桥梁
，具体涉及了一种拱桥扣背索索力数据处理方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]拱桥凭借其造型优美、造价经济、耐久性能好及抗震、抗风、承载能力强等优势在我国山区发展迅速且应用广泛。拱桥根据施工方法的不同可分为支架法、整体吊装、转体施工、斜拉扣挂悬臂法等。对于山区大跨度拱桥，斜拉扣挂悬臂法是在两侧设置扣塔，通过扣索斜拉构件悬臂拼装、浇筑施工，是大跨径拱桥施工广泛应用的施工方法。随着拱桥技术的不断创新与发展，拱桥跨度不断增加，施工难度也随之增大，这对斜拉扣挂施工过程中结构的线形控制和索力均匀性有更高的要求。
[0003]现有方法一般以合龙松索后各控制节点的位移与目标线形位移的偏差为约束条件，以各吊装施工阶段的各控制点位移与目标位移差的向量范数为优化目标函数，结合影响矩阵法建立“过程最优，结果可控”的悬臂拼装施工的最优计算理论，以严格控制每一施工吊装阶段的实际线形与目标线形，使得各控制节点预抬高值变化平缓、索力均匀性好，不会出现材料在施工过程中的应力集中现象，且约束条件少。
[0004]实践发现上述方案以塔偏为零为假定，计算扣背索索力时未考虑塔偏在计算过程中的影响，求出扣索索力后根据扣塔上的扣索与背索的水平角度运用水平分力平衡原理迭代出背索索力值，求出背索索力带入到有限元模型中进行计算，观察计算后的塔偏结果是否为零为标准判断背索索力是否满足要求，需经过多次调整后方才能得出全部拉索索力，在计算背索过程中有限元模型中的塔偏结果不为零时对背索索力进行自主修正在这过程中需具备一定调索经验，计算出来的扣背索索力运用到实际安装过程中存在线性偏差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种拱桥扣背索索力数据处理方法、系统和存储介质，提高了线形误差控制精度。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种基于相位跟踪的雷达测距装置，包括：
[0007]S100、基于第一变量对拱肋控制节点的位移和拉索索力的耦合作用，提取至少一个位移影响矩阵和至少一个索力影响矩阵，所述第一变量包括恒载、不同施工阶段中的单位索张拉力；
[0008]S200、基于所述位移影响矩阵、所述索力影响矩阵和第二变量，获取合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移，所述第二变量为拱桥扣背索索力；
[0009]S300、求解所述第二变量，以使在所述拱桥扣背索索力作用下合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移与目标位移之间的差值在第一阈值内，在解得的所述拱桥扣背索索力的作用下合龙段架设时大小里程的最前端拱肋控制节点的实际位移相等且上下游拱肋控制节点的实际位移相等，其中解得的所述拱桥扣背索索力在预设范围内。
[0010]在一些实施例中，步骤S100之前还包括：根据拱桥结构参数建立拱桥结构的空间有限元模型，并确定所述拱肋控制节点的个数、所述第二变量中未知荷载个数、所述第一阈值和扣背索索力的预设范围中的至少一个。
[0011]在一些实施例中，采用所述有限元模型提取步骤S100中的影响矩阵包括：
[0012]在施工过程中，获取张拉单位索力对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵D
f
和所述张拉单位索力对所述拉索的索力影响矩阵F
f
；
[0013]在拆索过程中，获取拆除单位索力对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵D
dc
；
[0014]获取恒载对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵b0和所述恒载对所述拉索的索力影响矩阵b1。
[0015]在一些实施例中，步骤S200中获取合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移包括：
[0016]基于所述位移影响矩阵、所述索力影响矩阵和第二变量T
i
，获取当前安装拱肋节段并张拉扣索所对应的悬臂端控制节点实际位移u1(T
i
)和当前安装拱圈横联所对应的悬臂端控制节点实际位移u2(T
i
)，其中u1(T
i
)＝D
f
·
T
i
+b0′
+D
dc
·
(F
f
·
T
i
+b1)，u2(T
i
)＝D
f
·
T
i
+b0″
+D
dc
·
(F
f
·
T
i
+b1)，恒载为拱肋自重时，b0′
为所述恒载对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵，恒载为拱肋自重和风撑时，b0″
为所述恒载对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵，合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移uh(T
i
)，其中uh(T
i
)＝αu1(T
i
)+βu2(T
i
)，α，β为设定值。
[0017]在一些实施例中，步骤S300中求解所述第二变量包括：
[0018]以各吊装施工阶段的拱肋控制点实际位移与目标位移差的平方和为目标函数F，其中n为所述第二变量中未知荷载个数，b2为目标位移；
[0019]求解所述第二变量使得目标函数为全局最小值，以保证施工过程中所述拱肋控制节点的线形稳定。
[0020]在一些实施例中，步骤S300中在解得的所述拱桥扣背索索力的作用下合龙段架设时大小里程的最前端拱肋控制节点的实际位移相等包括：
[0021]获取合龙前最大悬臂状态下的最前端控制节点的大小里程索力位移矩阵差Aeq，Aeq＝[E1·
(D
f
+D
dc
·
F
f
)
‑
E2·
(D
f
+D
dc
·
F
f
)]，其中E1，E2为预设矩阵；
[0022]获取合龙前最大悬臂状态下的最前端控制节点的大小里程固定荷载位移向量差beq，beq＝E2·
(b0+D
dc
·
b1)
‑
E1·
(b0+D
dc
·
b1)；
[0023]以合龙段架设时大小里程的最前端拱肋控制节点的实际位移相等为约束条件，Aeq
·
T
i
＝beq，其中T
i
为所述第二变量，选取所述拱桥扣背索索力，以控制合龙松勾后的拱肋的高程相等。
[0024]在一些实施例中，步骤S300中在解得的所述拱桥扣背索索力的作用下上下游拱肋控制节点的实际位移相等包括：
[0025]获取吊装施工阶段的拱肋上游控制节点实际位移u1_S，
[0026]获取吊装施工阶段的拱肋下游控制节点实际位移u1_S；
[0027]以吊装施工阶段的拱肋上下游控制节点实际位移差值的最大绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拱桥扣背索索力数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、基于第一变量对拱肋控制节点的位移和拉索索力的耦合作用，提取至少一个位移影响矩阵和至少一个索力影响矩阵，所述第一变量包括恒载、不同施工阶段中的单位索张拉力；S200、基于所述位移影响矩阵、所述索力影响矩阵和第二变量，获取合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移，所述第二变量为拱桥扣背索索力；S300、求解所述第二变量，以使在所述拱桥扣背索索力作用下合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移与目标位移之间的差值在第一阈值内，在解得的所述拱桥扣背索索力的作用下合龙段架设时大小里程的最前端拱肋控制节点的实际位移相等且上下游拱肋控制节点的实际位移相等，其中解得的所述拱桥扣背索索力在预设范围内。2.根据权利要求1所述的拱桥扣背索索力数据处理方法，其特征在于，步骤S100之前还包括：根据拱桥结构参数建立拱桥结构的空间有限元模型，并确定所述拱肋控制节点的个数、所述第二变量中未知荷载个数、所述第一阈值和扣背索索力的预设范围中的至少一个。3.根据权利要求2所述的拱桥扣背索索力数据处理方法，其特征在于，采用所述有限元模型提取步骤S100中的影响矩阵包括：在施工过程中，获取张拉单位索力对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵D
f
和所述张拉单位索力对所述拉索的索力影响矩阵F
f
；在拆索过程中，获取拆除单位索力对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵D
dc
；获取恒载对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵b0和所述恒载对所述拉索的索力影响矩阵b1。4.根据权利要求3所述的拱桥扣背索索力数据处理方法，其特征在于，步骤S200中获取合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移包括：基于所述位移影响矩阵、所述索力影响矩阵和第二变量T
i
，获取当前安装拱肋节段并张拉扣索所对应的悬臂端控制节点实际位移u1(T
i
)和当前安装拱圈横联所对应的悬臂端控制节点实际位移u2(T
i
)，其中u1(T
i
)＝D
f
·
T
i
+b0′
+D
dc
·
(F
f
·
T
i
+b1)，u2(T
i
)＝D
f
·
T
i
+b0″
+D
dc
·
(F
f
·
T
i
+b1)，恒载为拱肋自重时，b0′
为所述恒载对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵，恒载为拱肋自重和风撑时，b0″
为所述恒载对所述拱肋控制节点的位移影响矩阵，合龙松索后所述拱肋控制节点的实际位移uh(T
i
)，其中uh(T
i
)＝αu1(T
i
)+βu2(T
i
)，α，β为设定值。5.根据权利要求4所述的拱桥扣背索索力数据处理方法，其特征在于，步骤S300中求解所述第二变量包括：以各吊装施工阶段的拱肋控制点实际位移与目标位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小宇，李翀，马旭明，张大兵，陶路，许蔚，吴永红，康源，周刚，陈伟，毋浩杰，闻超，
申请(专利权)人：中铁大桥科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：