【技术实现步骤摘要】
本申请涉及桥梁设计，特别涉及一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法及装置。
技术介绍
1、斜拉桥是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合而成的结构体系，斜拉索是斜拉桥的主要传力构件之一，设计斜拉桥各拉索的成桥索力能够确保桥梁结构建成后的整体受力性能满足设计要求。
2、相关技术中，最小弯曲能法可以应用在成桥索力调整的工程设计中，通过建立有限模型并调整模型部分刚度求解，假定拉索为桁架单元，获得初始索力后修正为索单元进行索力调整。
3、然而，大跨径斜拉桥的拉索非线性效应对成桥状态存在较大影响，使斜拉桥索力的优化计算复杂度较高，且拉索理论精确解为超越函数，采用人工操作计算量大，易出现计算误差，降低了斜拉桥索力计算的精确度，影响了斜拉桥设计的可靠性，亟待解决。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法及装置，以解决大跨径斜拉桥的拉索非线性效应对成桥状态存在较大影响，使斜拉桥索力的优化计算复杂度较高，且拉索理论精确解为超越函数，采用人工操作计算量大，易出现计算误差，降低了斜拉桥索力计算的精确度，影响了斜拉桥设计的可靠性等问题。
2、本申请第一方面实施例提供一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法，包括以下步骤：获取目标斜拉桥的几何参数集；基于所述几何参数集获取所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩，并根据所述节点弯矩估计所述目标斜拉桥的所有拉索中每根拉索的拉索竖向力；利用所述拉索竖向力估计所述目标斜拉桥的所有拉索中每根拉索的拉索水
3、可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于所述几何参数集获取所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩，包括：利用所述几何参数集计算所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的弯矩初值；基于所述弯矩初值进行节点内平衡，得到目标弯曲能比值与初值平衡后的节点弯矩，并根据所述目标弯曲能比值对所述初值平衡后的节点弯矩进行迭代传递，直至满足预设平衡条件，停止迭代，得到所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩。
4、可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标斜拉桥的所有拉索中第n根拉索的拉索竖向力公式为：
5、所述目标斜拉桥的所有拉索中第1～n一1根拉索的拉索竖向力为：
6、
7、其中，fi为第i根拉索的拉索竖向力，qi为第i根拉索的主梁重量，li为第i根拉索的主梁节段长度，mi为第i根拉索对应的节点弯矩，i＝1、2、3…n-1，n为半跨桥梁的斜拉索数量，m0为近桥塔起始位置梁段的主梁弯矩；所述目标斜拉桥的所有拉索中第n根拉索的拉索竖向力为：
8、
9、其中，fn为第n根拉索的拉索竖向力，qn为第n根拉索的主梁重量，ln为第n根拉索的主梁节段长度，mn为第n根拉索对应的节点弯矩。
10、可选地，在本申请的一个实施例中，所述拉索水平力和所述拉索最大索力为：
11、所述拉索水平力公式为：
12、
13、其中，n为拉索水平力，f为所述拉索竖向力，q为拉索单位长度重量，l为拉索轴向长度，c为拉索轴向角α的余弦，t为拉索轴向角α的正切；所述拉索最大索力公式为：
14、
15、其中，tmax为拉索最大索力，f为所述拉索竖向力，q为所述拉索单位长度重量，l为所述拉索轴向长度，n为所述拉索水平力。
16、本申请第二方面实施例提供一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计装置，包括：获取模块，用于获取目标斜拉桥的几何参数集；第一估计模块，用于基于所述几何参数集获取所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩，并根据所述节点弯矩估计所述目标斜拉桥的所有拉索中每根拉索的拉索竖向力；第二估计模块，用于利用所述拉索竖向力估计所述目标斜拉桥的所有拉索中每根拉索的拉索水平力和拉索最大索力，以基于所述拉索水平力和所述拉索最大索力得到所述目标斜拉桥的斜拉桥索力。
17、可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一估计模块包括：计算单元，用于利用所述几何参数集计算所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的弯矩初值；迭代单元，用于基于所述弯矩初值进行节点内平衡，得到目标弯曲能比值与初值平衡后的节点弯矩，并根据所述目标弯曲能比值对所述初值平衡后的节点弯矩进行迭代传递，直至满足预设平衡条件，停止迭代，得到所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩。
18、可选地，在本申请的一个实施例中，所述目标斜拉桥的所有拉索中第n根拉索的拉索竖向力公式为：
19、所述目标斜拉桥的所有拉索中第1～n-1根拉索的拉索竖向力为：
20、
21、其中，fi为第i根拉索的拉索竖向力，qi为第i根拉索的主梁重量，li为第i根拉索的主梁节段长度，mi为第i根拉索对应的节点弯矩，i＝1、2、3...n-1，n为半跨桥梁的斜拉索数量，m0为近桥塔起始位置梁段的主梁弯矩；所述目标斜拉桥的所有拉索中第n根拉索的拉索竖向力为：
22、
23、其中，fn为第n根拉索的拉索竖向力，qn为第n根拉索的主梁重量，ln为第n根拉索的主梁节段长度，mn为第n根拉索对应的节点弯矩。
24、可选地，在本申请的一个实施例中，所述拉索水平力和所述拉索最大索力为：
25、所述拉索水平力公式为：
26、
27、其中，n为拉索水平力，f为所述拉索竖向力，q为拉索单位长度重量，l为拉索轴向长度，c为拉索轴向角α的余弦，t为拉索轴向角α的正切；所述拉索最大索力公式为：
28、
29、其中，tmax为拉索最大索力，f为所述拉索竖向力，q为所述拉索单位长度重量，l为所述拉索轴向长度，n为所述拉索水平力。
30、本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法。
31、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法。
32、本申请实施例可以基于斜拉桥的几何参数求解拉索竖向反力，进而根据拉索竖向反力求解拉索索力和拉索水平力，得到斜拉桥索力估计结果，从而实现了拉索索力和主梁弯矩实时输出，提升了斜拉桥设计效率，更加简洁高效。由此，解决了大跨径斜拉桥的拉索非线性效应对成桥状态存在较大影响，使斜拉桥索力的优化计算复杂度较高，且拉索理论精确解为超越函数，采用人工操作计算量大，易出现计算误差，降低了斜拉桥索力计算的精确度，影响了斜拉桥设计的可靠性等问题。
33、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述几何参数集获取所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标斜拉桥的所有拉索中第n根拉索的拉索竖向力公式为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉索水平力和所述拉索最大索力为：
5.一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一估计模块包括：
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实
...【技术特征摘要】
1.一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述几何参数集获取所述目标斜拉桥的所有节点中每个节点的节点弯矩，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标斜拉桥的所有拉索中第n根拉索的拉索竖向力公式为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉索水平力和所述拉索最大索力为：
5.一种基于非线性效应的斜拉桥索力估计装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其...
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