一种基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法，通过计算得出每根钢绞线的初始张拉力向量；按张拉顺序正装方法计算得出第

【技术实现步骤摘要】
一种基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法


[0001]本专利技术属于拉索张拉的控制方法，涉及逆推法、迭代法、拉索索力计算等方法，应用于平行钢绞线拉索的张拉施工控制。

技术介绍

[0002]土木工程中的拉索或斜拉索大多采用多根平行钢绞线作为索体，且主要采用单根逐次张拉的施工方法，但是逐根张拉施工需要保证索体内所有钢绞线张拉完成后每根钢绞线拉力的均匀性和整束拉索索力的准确性，因此，需要针对平行钢绞线拉索张拉施工进行张拉力的精准控制。
[0003]以往大多采用逆推法通过倒退计算出索体内多根钢绞线的张拉力，但是该方法在计算时假定每根钢绞线的初始长度和初始倾角为相同的常量，未考虑钢绞线逐根张拉变形对初始长度和倾角的影响，会导致计算的施工张拉力存在一定误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在专利技术一种基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法，通过迭代逆推法，考虑每根钢绞线不同初始长度和初始倾角的影响，计算每根钢绞线的施工张拉力，使得整束拉索索力达到目标值。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法，包括：
[0007]步骤1，以第1根钢绞线的初始长度L和初始水平倾角α作为每根钢绞线的初始长度和水平倾角按照逆推法进行计算，计算得出每根钢绞线的初始张拉力向量[X0]；
[0008]步骤2，以此第1根钢绞线的初始长度L和初始水平倾角α作为主梁锚点与主塔锚点间距L1和两点连线水平倾角的初始值α1，L1＝L；α1＝α，利用步骤1计算的张拉力向量[X0]，按张拉顺序正装方法计算得出第i根钢绞线张拉后主梁锚点与主塔锚点间距L
i+1
，通过计算得出两点连线的水平夹角α
i+1
，并分别作为第i+1根钢绞线的初始长度L
i+1
和初始水平倾角α
i+1
；
[0009]步骤3，依据上述步骤2计算得出的每根钢绞线的初始长度[L]＝{L1，L2，L3，......L
i
}和水平倾角[α]＝{α1，α2，α3，......α
i
}，计算每根钢绞线张拉引起其余已张拉的钢绞线的索力减小值[ΔX]；
[0010]步骤4，通过正装计算得到最后1根钢绞线张拉后每根钢绞线的索力值向量[F]，计算索力值向量[F]与平均索力Fa的索力差值向量[ΔF]，并将索力差值向量[ΔF]作为收敛残差；
[0011]步骤5，将步骤2计算得到的每根钢绞线的初始长度[L]和水平倾角[α]作为计算参数，按照步骤1中所述的逆推法计算再次计算每根钢绞线的张拉力向量[X1]；
[0012]步骤6，利用步骤5计算得到的张拉力向量[X1]进行正装计算，重复步骤2～5，直至索力差值向量[ΔF]满足设定的迭代收敛准则，便可得到用于施工控制的钢绞线的张拉力
向量[X
m
]。
[0013]优选的，在上述的基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法中，所述步骤1中，所述逆推法通过公式1～4进行计算，计算得出每根钢绞线的张拉力向量[X0]，
[0014]X
n
＝F
a
＝F/n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式1
[0015]X
n
‑1＝F
a
+Δx
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式2
[0016][0017][0018]其中：X
n
‑
第n根钢绞线的张拉力，即最后1根钢绞线的张拉力；X
n
‑1‑
第n
‑
1根钢绞线的张拉力；F
a
‑
平均索力；F
‑
斜拉索索力，即所有钢绞线索力的合计；n
‑
斜拉索内钢绞线的总根数，为大于1的自然数；Δl
n
‑
第n根钢绞线张拉所引起的长度变化量；Δx
n
‑
第n根钢绞线张拉引起其余钢绞线的索力减小值；[X0]‑
钢绞线的张拉力向量；X
10
‑
第1根钢绞线的张拉力；X
n0
‑
第n根钢绞线的张拉力；L
‑
钢绞线的初始长度；E
‑
钢绞线的弹性模量；A
‑
钢绞线的横截面积。
[0019]优选的，在上述的基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法中，所述步骤2中，按张拉顺序正装方法通过公式5计算得出第i根钢绞线张拉后主梁锚点与主塔锚点间距L
i+1
，通过公式6计算得出两点连线的水平夹角α
i+1
，
[0020][0021][0022]其中：L
i
‑
第i根钢绞线的初始长度；α
i
‑
第i根钢绞线的水平倾角；k
x
‑
主梁纵向刚度；k
z
‑
主梁竖向刚度；k
t
‑
主塔竖向刚度。
[0023]优选的，在上述的基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法中，所述步骤3中，按公式7～9计算每根钢绞线张拉引起其余已张拉的钢绞线的索力减小值[ΔX]，
[0024]Δl
i
＝L
i
‑
L
i+1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式7
[0025][0026][0027]式中：Δl
i
‑
第i根钢绞线张拉引起的长度变化量；Δx
ij
‑
第i根钢绞线张拉引起已张拉施工的第j根钢绞线的索力减小值；[ΔX]‑
钢绞线的索力减小值矩阵，并为下三角矩阵，对角线元素Δx
nn
均为0。
[0028]优选的，在上述的基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法中，所述步骤4，通过正装利用公式10计算得到最后1根钢绞线张拉后每根钢绞线的索力值向量[F]，利用公式11计算索力值向量[F]与平均索力Fa的索力差值向量[ΔF]，并将将索力差值向量[ΔF]作为收敛残差；
[0029][F]＝sum([ΔX]，1)+[X0]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式10
[0030]其中，sum([ΔX]，1)代表列向量求和；
[0031][ΔF]＝[F]‑
F
a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式11。
[0032]优选的，在上述的基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法中，所述迭代收敛准则是索力差值小于0.001。
[0033]由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0034]本专利技术提供的基于迭代逆推的平行钢绞线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法，其特征在于，包括：步骤1，以第1根钢绞线的初始长度L和初始水平倾角α作为每根钢绞线的初始长度和水平倾角按照逆推法进行计算，计算得出每根钢绞线的初始张拉力向量[X0]；步骤2，以此第1根钢绞线的初始长度L和初始水平倾角α作为主梁锚点与主塔锚点间距L1和两点连线水平倾角的初始值α1，L1＝L；α1＝α，利用步骤1计算的张拉力向量[X0]，按张拉顺序正装方法计算得出第i根钢绞线张拉后主梁锚点与主塔锚点间距L
i+1
，通过计算得出两点连线的水平夹角α
i+1
，并分别作为第i+1根钢绞线的初始长度L
i+1
和初始水平倾角α
i+1
；步骤3，依据上述步骤2计算得出的每根钢绞线的初始长度[L]＝{L1，L2，L3，
……
L
i
}和水平倾角[α]＝{α1，α2，α3，
……
α
i
}，计算每根钢绞线张拉引起其余已张拉的钢绞线的索力减小值[
△
X]；步骤4，通过正装计算得到最后1根钢绞线张拉后每根钢绞线的索力值向量[F]，计算索力值向量[F]与平均索力F
a
的索力差值向量[
△
F]，并将索力差值向量[
△
F]作为收敛残差；步骤5，将步骤2计算得到的每根钢绞线的初始长度[L]和水平倾角[α]作为计算参数，按照步骤1中所述的逆推法计算再次计算每根钢绞线的张拉力向量[X1]；步骤6，利用步骤5计算得到的张拉力向量[X1]进行正装计算，重复步骤2～5，直至索力差值向量[
△
F]满足设定的迭代收敛准则，便可得到用于施工控制的钢绞线的张拉力向量[X
m
]。2.如权利要求1所述的基于迭代逆推的平行钢绞线拉索张拉控制方法，其特征在于，所述步骤1中，所述逆推法通过公式1～4进行计算，计算得出每根钢绞线的张拉力向量[X0]，X
n
＝F
a
＝F/n
ꢀꢀꢀꢀ
公式1X
n
‑1＝F
a
+Δx
n
ꢀꢀꢀꢀ
公式2公式2其中：X
n
—第n根钢绞线的张拉力，即最后1根钢绞线的张拉力；X
n
‑1—第n
‑
1根钢绞线的张拉力；F
a
—平均索力；F—斜拉索索力，即所有钢绞线索力的合计；n—斜拉索内钢绞线的总根数，为大于1的自然数...

【专利技术属性】
技术研发人员：况中华，李鑫奎，周向阳，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：