斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置与流程

1.本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置。


背景技术：

2.大跨度桥梁常用的结构体系主要是斜拉桥和悬索桥，现阶段也有部分城市在建设斜拉－悬索协作体系桥。斜拉桥刚度大，抗风性能好，但随着主跨的增大，主梁轴压力也会增大，这在一定程度上限制了斜拉桥的经济跨径。相较于斜拉桥而言，悬索桥在主跨千米以上的桥型内具有一定的经济优势，但是刚度较小，抗风性能较差。斜拉－悬索协作体系桥是一种斜拉桥和悬索桥组合在一起、共同参与受力的桥梁结构体系，斜拉部分能发挥千米级以下桥梁的经济优势，悬索部分能发挥千米级以上桥梁的优势，并且刚度大，抗风性能好。
3.斜拉桥是一种高次超静定结构，调索一般采用线性调索，悬索桥具有显著的几何非线性，调索一般采用多段悬链线迭代调索，由于斜拉－悬索桥协作体系桥是两种不同的受力体系，如何通过调索保证主缆、吊索和斜拉索合理受力对于成桥状态至关重要。目前缺乏一种调索方法，可以通过调索保证主缆、吊索和斜拉索合理受力。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置，用以通过调索保证主缆、吊索和斜拉索合理受力。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，包括：
6.在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；
7.设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；
8.计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；
9.构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；
10.将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；
11.基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；
12.在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；
13.基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。
14.进一步地，所述基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索，包括：
15.在所述合成模型中添加虚拟合拢段对应的边界力后，在所述合成模型中建立虚拟合拢段并去掉所述边界力；
16.在确定所述虚拟合拢段的合拢口处对应的主梁内力与所述边界力一致的情况下，确定对所述合成模型完成调索。
17.进一步地，所述基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索，还包括：
18.在确定虚拟合拢段合拢口处对应的主梁内力与所述边界力不一致的情况下，迭代调整所述边界力，直至所述主梁内力与所述边界力一致。
19.进一步地，所述基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型，包括：
20.基于所述边界力、所述竖向荷载和所述主缆传递给塔顶的荷载以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，在线性调索过程中对所述斜拉桥计算模型中的桥塔和主梁进行位移补偿，以使得塔顶和主梁虚拟合拢段处仅发生微变形，得到目标斜拉桥模型。
21.进一步地，所述计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载，包括：
22.构建斜拉悬索协作体系桥拼装阶段模型，基于所述斜拉悬索协作体系桥拼装阶段模型，并采用多段悬链线迭代求解线形，得到恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载。
23.进一步地，斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，还包括：
24.在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差大于预设误差阈值的情况下，重新计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载，以基于重新计算得到的第一荷载确定第二荷载，直至所述第一荷载与所述第二荷载之间的误差小于预设误差阈值。
25.本发明还提供一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索装置，包括：
26.第一设置模块，用于在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；
27.第二设置模块，用于设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；
28.计算模块，用于计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；
29.构建模块，用于构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；
30.确定模块，用于将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；
31.求解模块，用于基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；
32.合并模块，用于在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；
33.调索模块，用于基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。
34.进一步地，所述调索模块，包括：
35.第一调索单元，用于在所述合成模型中添加虚拟合拢段对应的边界力后，在所述合成模型中建立虚拟合拢段并去掉所述边界力；
36.第二调索单元，用于在确定所述虚拟合拢段的合拢口处对应的主梁内力与所述边界力一致的情况下，确定对所述合成模型完成调索。
37.本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
38.所述存储器，用于存储程序；
39.所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现如上述任意一项所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法中的步骤。
40.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法。
41.采用上述实现方式的有益效果是：本发明提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置，通过设置虚拟合拢段的边界力以及交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载，并计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载，构建斜拉桥调索计算模型，进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；将目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，构建悬索桥调索计算模型，得到主缆传递给塔顶的荷载；在计算的荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并悬索桥主缆线形计算模型和斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；基于合成模型进行状态调索。现有的调索方法需要兼顾桥塔、主梁的内力和位移，并且需要考虑中跨尾索附近吊索的反力，约束条件多、调索难度高，本发明提供的方法对斜拉－悬索协作体系桥的斜拉桥部分调索，无需考虑吊索的反力，与常规斜拉桥调索难度相似，而且本发明提供的计算方法具体、易实现、计算精度高，成桥计算后无需微调索力，成桥索力更加合理。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1为本发明提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法的一实施例的流程示意图；
44.图2为本发明提供的斜拉－悬索协作体系桥拼装模型示意图；
45.图3为本发明提供的虚拟合拢段边界力示意图；
46.图4为本发明提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法的另一实施例的流程示意图；
47.图5为本发明提供的斜拉桥调索计算模型示意图；
48.图6为本发明提供的悬索桥主缆线形计算模型示意图；
49.图7为本发明提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索装置的结构示意图；
50.图8为本发明提供的电子设备的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
53.本发明实施例中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
54.在本发明实施例中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相似的技术效果即可。
55.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
56.本发明提供了一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置，以下分别进行说明。
57.如图1所示，本发明提供的一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，包括：
58.步骤110、在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；
59.步骤120、设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；
60.步骤130、计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；
61.步骤140、构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；
62.步骤150、将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；
63.步骤160、基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；
64.步骤170、在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；
65.步骤180、基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。
66.可以理解的是，将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，具体地，塔顶竖向变形无需计算，会采用位移补偿使得竖向变形接近0，顺桥向变形需要计算。
67.在中跨斜拉索尾索靠近中跨侧设置一个图2所示的虚拟合拢段210，图2还示出了主梁220、主缆230、吊索240、斜拉索250和桥塔260，并根据设计所需设定虚拟合拢段对应的边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
，边界力详见图3。
68.根据设计需要设定交叉段吊索承担的竖向荷载f
di
和斜拉索需要承担的荷竖向载f
xi
。
69.斜拉桥调索计算模型只包含斜拉部分，不包括主缆部分和虚拟合拢部分，在斜拉部分添加主缆传递给塔顶的荷载f
t1
、虚拟合拢段传递给斜拉部分的边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和吊索承担的竖向荷载f
di
，之后进行线性调索，调索过程中对桥塔和主梁进行位移补偿，使得塔顶和主梁虚拟合拢段处仅发生微小变形。
70.在一些实施例中，所述基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索，包括：
71.在所述合成模型中添加虚拟合拢段对应的边界力后，在所述合成模型中建立虚拟合拢段并去掉所述边界力；
72.在确定所述虚拟合拢段的合拢口处对应的主梁内力与所述边界力一致的情况下，确定对所述合成模型完成调索。
73.可以理解的是，在第一施工阶段，添加虚拟合拢段对应的边界力，此时无需建立虚拟的合拢段，然后建立第二施工阶段，此时建立虚拟合拢段并去掉边界力，在第二施工阶段判断虚拟合拢段的合拢口处对应的主梁内力与边界力是否一致。
74.在一些实施例中，所述基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索，还包括：
75.在确定虚拟合拢段合拢口处对应的主梁内力与所述边界力不一致的情况下，迭代调整所述边界力，直至所述主梁内力与所述边界力一致。
76.可以理解的是，若主梁内力与边界力不一致，应当迭代调整所述边界力，直至主梁内力与边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
一致。调整完应当检查斜拉－悬索协作体系桥位移，经检查，该案例主缆竖向位移、主梁最大竖向位移和桥塔竖向变形均接近0。
77.在一些实施例中，所述基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型，包括：
78.基于所述边界力、所述竖向荷载和所述主缆传递给塔顶的荷载以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，在线性调索过程中对所述斜拉桥调索计算模型中的桥塔和主梁进行位移补偿，以使得塔顶和主梁虚拟合拢段处发生微变形，得到目标斜拉桥模型。
79.在一些实施例中，所述计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载，包括：
80.构建斜拉悬索协作体系桥拼装阶段模型，基于所述斜拉悬索协作体系桥拼装阶段
模型，并采用多段悬链线迭代求解线形，得到恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载。
81.在一些实施例中，斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，还包括：
82.在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差大于预设误差阈值的情况下，重新计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载，以基于重新计算得到的第一荷载确定第二荷载，直至所述第一荷载与所述第二荷载之间的误差小于预设误差阈值。
83.在一些实施例中，如图4所示，本发明提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法的步骤如下：
84.第1步，在中跨斜拉索尾索靠近中跨侧设置一个虚拟合拢段，并根据设计所需设定虚拟合拢段对应的边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
；
85.第2步，根据设计需要设定交叉段吊索承担的竖向荷载f
di
和斜拉索需要承担的荷竖向载f
xi
；
86.第3步，建立图2所示模型，并采用多段悬链线迭代求解线形，此时可以求得主缆传递给塔顶的荷载f
t1
；
87.第4步，建立图5所示模型，该模型仅含斜拉部分，不包括主缆部分和虚拟合拢段部分，在斜拉部分添加主缆传递给塔顶的荷载f
t1
、虚拟合拢段传递给斜拉部分的边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和吊索承担的竖向荷载f
di
，之后进行线性调索，调索过程中对桥塔和主梁进行位移补偿，使得塔顶和主梁虚拟合拢段处仅发生微小变形；
88.第5步，将第4步中的模型算法修改为非线性算法，斜拉索修改为非线性索单元；
89.第6步，第5步模型计算会求得塔顶有个微小变形，各吊杆对应的梁端节点也会有微小变形，提取第5步经计算变形后的塔顶坐标x
t1
＝[x1,y1,z1]，各吊杆对应变形后的梁端节点坐标x
li
＝[xi,yi,zi](i＝1～10)，以这俩坐标和吊索应该承担的荷载f
di
作为悬索桥约束条件，建立图6所示模型并求解线形，计算采用非线性索单元，此时可以求得主缆传递给塔顶的荷载f
t2
；
[0090]
第7步、比较f
t1
和f
t2
之间的误差，若误差较大便回到第3步，并重复第3-6步，否则进行下一步；
[0091]
第8步、合并图6所示斜拉桥调索计算模型和图6所示悬索桥主缆线形计算模型，结果如图2所示；
[0092]
第9步、建立第1个施工阶段，添加虚拟合拢段对应的边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
，边界力详见图3，此时无需建立虚拟的合拢段，然后建立第2个施工阶段，此时建立虚拟合拢段并且去掉边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
，第2个施工阶段建立后应当查看虚拟合拢段合拢口处对应的主梁内力是否和边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
一致，若不一致应当迭代调整所述边界力，直至主梁内力(也是合拢口内力)与边界力f
x1
、f
z1
、m
y1
和f
x2
、f
z2
、m
y2
一致。调整完应当检查斜拉－悬索协作体系桥位移，经检查，该案例主缆竖向位移、主梁最大竖向位移和桥塔竖向变形均接近0。
[0093]
综上所述，本发明提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，通过设置虚拟合拢段的边界力以及交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载，并计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载，构建斜拉桥调索计算模型，进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；将目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索
单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，构建斜拉桥调索计算模型，得到主缆传递给塔顶的荷载；在计算的荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并悬索桥主缆线形计算模型和斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；基于合成模型进行状态调索。现有的调索方法需要兼顾桥塔、主梁的内力和位移，并且需要考虑中跨尾索处吊索的反力，约束条件多、调索难度高，本发明提供的方法对斜拉－悬索协作体系桥的斜拉桥部分调索，无需考虑吊索的反力，与常规斜拉桥调索难度相似，而且本发明提供的计算方法具体、易实现、计算精度高，成桥计算后无需微调索力，成桥索力更加合理。
[0094]
如图7所示，本发明还提供一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索装置700，包括：
[0095]
第一设置模块710，用于在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；
[0096]
第二设置模块720，用于设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；
[0097]
计算模块730，用于计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；
[0098]
构建模块740，用于构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；
[0099]
确定模块750，用于将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；
[0100]
求解模块760，用于基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；
[0101]
合并模块770，用于在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；
[0102]
调索模块780，用于基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。
[0103]
上述实施例提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索装置可实现上述斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
[0104]
如图8所示，本发明还相应提供了一种电子设备800。该电子设备800包括处理器801、存储器802及显示器803。图8仅示出了电子设备800的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
[0105]
存储器802在一些实施例中可以是电子设备800的内部存储单元，例如电子设备800的硬盘或内存。存储器802在另一些实施例中也可以是电子设备800的外部存储设备，例如电子设备800上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。
[0106]
进一步地，存储器802还可既包括电子设备800的内部储存单元也包括外部存储设备。存储器802用于存储安装电子设备800的应用软件及各类数据。
[0107]
处理器801在一些实施例中可以是一个中央处理器(central processing unit，cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器802中存储的程序代码或处理数据，例如本发明中的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法。
[0108]
显示器803在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器803用于显示在电子设备800的信息以及用于显示可视化的用户界面。电子设备800的部件801-803通过系统总线相互通信。
[0109]
在本发明的一些实施例中，当处理器801执行存储器802中的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索程序时，可实现以下步骤：
[0110]
在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；
[0111]
设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；
[0112]
计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；
[0113]
构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；
[0114]
将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；
[0115]
基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；
[0116]
在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；
[0117]
基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。
[0118]
应当理解的是：处理器801在执行存储器802中的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索程序时，除了上面的功能之外，还可实现其他功能，具体可参见前面相应方法实施例的描述。
[0119]
进一步地，本发明实施例对提及的电子设备800的类型不作具体限定，电子设备800可以为手机、平板电脑、个人数字助理(personal digitalassistant，pda)、可穿戴设备、膝上型计算机(laptop)等便携式电子设备。便携式电子设备的示例性实施例包括但不限于搭载ios、android、microsoft或者其他操作系统的便携式电子设备。上述便携式电子设备也可以是其他便携式电子设备，诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(laptop)等。还应当理解的是，在本发明其他一些实施例中，电子设备800也可以不是便携式电子设备，而是具有触敏表面(例如触控面板)的台式计算机。
[0120]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，该方法包括：
[0121]
在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；
[0122]
设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；
[0123]
计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；
[0124]
构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；
[0125]
将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；
[0126]
基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；
[0127]
在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；
[0128]
基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。
[0129]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0130]
以上对本发明所提供的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，其特征在于，包括：在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。2.根据权利要求1所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，其特征在于，所述基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索，包括：在所述合成模型中添加虚拟合拢段对应的边界力后，在所述合成模型中建立虚拟合拢段并去掉所述边界力；在确定所述虚拟合拢段的合拢口处对应的主梁内力与所述边界力一致的情况下，确定对所述合成模型完成调索。3.根据权利要求1所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，其特征在于，所述基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索，还包括：在确定虚拟合拢段合拢口处对应的主梁内力与所述边界力不一致的情况下，迭代调整所述边界力，直至所述主梁内力与所述边界力一致。4.根据权利要求1所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，其特征在于，所述基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型，包括：基于所述边界力、所述竖向荷载和所述主缆传递给塔顶的荷载以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，在线性调索过程中对所述斜拉桥计算模型中的桥塔和主梁进行位移补偿，以使得塔顶和主梁虚拟合拢段处仅发生微变形，得到目标斜拉桥模型。5.根据权利要求1-4任一项所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，其特征在于，所述计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载，包括：构建斜拉悬索协作体系桥拼装阶段模型，基于所述斜拉悬索协作体系桥拼装阶段模型，并采用多段悬链线迭代求解线形，得到恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载。6.根据权利要求5所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法，其特征在于，还包括：在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差大于预设误差阈值的情况下，重新计算恒
载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载，以基于重新计算得到的第一荷载确定第二荷载，直至所述第一荷载与所述第二荷载之间的误差小于预设误差阈值。7.一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索装置，其特征在于，包括：第一设置模块，用于在中跨斜拉索尾索靠近跨中侧设置虚拟合拢段，并设置所述虚拟合拢段的边界力；第二设置模块，用于设置交叉段吊索和斜拉索分别承担的竖向荷载；计算模块，用于计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载作为第一荷载；构建模块，用于构建斜拉桥调索计算模型，基于所述边界力、所述竖向荷载和所述第一荷载，以及所述斜拉桥调索计算模型进行线性调索，得到目标斜拉桥模型；确定模块，用于将所述目标斜拉桥模型调整为非线性算法，并将所述目标斜拉桥模型中的斜拉索修改为非线性线索单元后，计算变形后的塔顶坐标，以及各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，基于所述变形后的塔顶坐标，以及所述各吊杆对应变形后的梁端节点坐标，确定悬索桥约束条件；求解模块，用于基于所述悬索桥约束条件，构建悬索桥主缆线形计算模型，基于非线性索单元，对所述悬索桥主缆线形计算模型求解线形，得到主缆传递给塔顶的荷载作为第二荷载；合并模块，用于在所述第二荷载与所述第一荷载之间的误差小于预设误差阈值的情况下，合并所述悬索桥主缆线形计算模型和所述斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；调索模块，用于基于所述合成模型调整所述边界力，以完成合理成桥状态调索。8.根据权利要求7所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索装置，其特征在于，所述调索模块，包括：第一调索单元，用于在所述合成模型中添加虚拟合拢段对应的边界力后，在所述合成模型中建立虚拟合拢段并去掉所述边界力；第二调索单元，用于在确定所述虚拟合拢段的合拢口处对应的主梁内力与所述边界力一致的情况下，确定对所述合成模型完成调索。9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，所述存储器，用于存储程序；所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现如权利要求1至6中任意一项所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法中的步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法。

技术总结
本发明提供一种斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态调索方法及装置，方法包括：设置虚拟合拢段的边界力以及交叉段吊索和斜拉索承担的竖向荷载，并计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载，构建斜拉桥调索计算模型，进行线性调索得到目标斜拉桥模型；将目标斜拉桥模型调整为非线性算法，斜拉索调整为非线性索单元后，计算变形后的塔顶坐标和主梁坐标，以变形后的桥塔和主梁坐标作为约束条件计算恒载作用下主缆传递给塔顶的荷载；在两次恒载作用下主缆传递给桥塔荷载误差小于预设误差阈值的情况下，合并悬索桥主缆线形计算模型和斜拉桥调索计算模型，得到合成模型；基于合成模型将调整合拢段的边界力。本发明能通过调索保证主缆、吊索和斜拉索合理受力。吊索和斜拉索合理受力。吊索和斜拉索合理受力。


技术研发人员：李志刚 范史文 廖原 李盛洋 张铭 常英 丁望星 彭晓彬 张家元 檀永刚
受保护的技术使用者：湖北省交通规划设计院股份有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/10/11