【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大跨度桥梁设计与施工领域，具体涉及一种斜拉桥成桥线形偏差的计算方法。
技术介绍
1、目前，斜拉桥是大跨度桥梁中最为常见的一类桥型，当桥梁跨度达到了300m至1000m，斜拉桥具有突出的优势。对于大跨度斜拉桥而言，由于重量误差、制造误差等多重因素，实际成桥线形往往与设计线形发生偏离，需要预测成桥线形偏差，成桥时通过索力优化调整线形。
2、但相关技术中，在设计阶段难以对斜拉桥成桥线形偏差进行定量计算，斜拉桥成桥线形偏差预测不准确，会影响斜拉桥的线形控制措施，导致成桥线形与设计线形出现较大偏离，一旦偏离值超过了道床的容许调整范围，将难以满足高速铁路桥梁的线形验收要求，甚至影响到高速列车的正常运行。
技术实现思路
1、本申请提供一种斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，可以解决相关技术中难以定量计算成桥线形偏差导致成桥线形与设计线形偏离大影响线形验收与正常运营的技术问题。
2、本申请实施例提供一种斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，包括以下步骤：
3、建立斜拉桥的有限元模型；
4、确定线形偏差来源参数，将参数误差分为系统误差和随机误差；
5、确定所述系统误差的范围，基于所述有限元模型，获取所述系统误差引起的成桥线形系统偏差；
6、基于所述有限元模型，通过平方和开平方方法获取所述随机误差引起的成桥线形随机偏差；
7、计算所述斜拉桥的成桥线形偏差。
8、在一种实施方式中，所述确定线形偏差来源参数，将
9、确定线形偏差来源参数，所述线形偏差来源参数包括荷载参数、刚度参数、无应力状态参数；
10、将所述荷载参数误差和所述刚度参数误差作为系统误差；
11、将所述无应力状态参数误差作为随机误差。
12、在一种实施方式中，所述荷载参数误差包括主梁自重误差和二期恒载误差中的至少一种；
13、所述刚度参数误差包括主塔刚度误差、主梁刚度误差、斜拉索刚度误差、主塔收缩徐变及沉降误差中的一种或多种。
14、在一种实施方式中，所述随机误差包括主梁制造误差和斜拉索长度制造误差中的至少一种。
15、在一种实施方式中，所述确定所述系统误差的范围，基于所述有限元模型，获取所述系统误差引起的成桥线形系统偏差包括：
16、确定所述系统误差的范围；
17、基于所述有限元模型进行有限元分析，以获取所述系统误差引起的成桥线形系统偏差；所述系统偏差包括上拱系统偏差lxu和下挠系统偏差lxd；
18、计算公式为：
19、σlxu＝lx1+lx2+lx3+lx4+lx5；
20、σlxd＝lx1+lx2+lx4+lx5+lx6；
21、其中，lx1表示为主梁自重误差引起的成桥线形系统偏差；lx2表示为二期恒载误差引起的成桥线形系统偏差；lx3表示为主塔刚度误差引起的成桥线形系统偏差；lx4表示为主梁刚度误差引起的成桥线形系统偏差；lx5表示为斜拉索刚度误差引起的成桥线形系统偏差；lx6表示为主塔收缩徐变及沉降误差引起的成桥线形系统偏差。
22、在一种实施方式中，确定所述系统误差的范围时，所述主梁自重误差的范围为2～5％；所述二期恒载误差的范围为3～7％。所述主塔刚度误差的范围为10～35％；所述主梁刚度误差的范围为5～15％；所述斜拉索刚度误差的范围为3～7％；所述主塔收缩徐变及沉降误差的范围按照主塔沉降量确定。
23、在一种实施方式中，所述基于所述有限元模型，通过平方和开平方方法获取所述随机误差引起的成桥线形随机偏差包括：
24、基于所述有限元模型，通过平方和开平方方法计算主梁制造误差引起的成桥线形随机偏差ls1；
25、基于所述有限元模型，通过平方和开平方方法计算斜拉索长度制造误差引起的成桥线形随机偏差ls2；
26、进行有限元分析，以获取所述随机误差引起的成桥线形随机偏差；
27、计算公式为：σls＝ls1+ls2；
28、其中，ls1表示为主梁制造误差引起的成桥线形随机偏差；ls2表示为斜拉索长度制造误差引起的成桥线形随机偏差。
29、在一种实施方式中，通过平方和开平方方法计算主梁制造误差引起的成桥线形随机偏差ls1时，
30、计算公式为：
31、其中，ls1i表示第i个主梁节段制造误差对成桥线形的影响量。
32、在一种实施方式中，通过平方和开平方方法计算斜拉索长度制造误差引起的成桥线形随机偏差ls2时，
33、计算公式为：
34、其中，ls2i表示第i个斜拉索长度制造误差对成桥线形的影响量。
35、在一种实施方式中，所述计算所述斜拉桥的成桥线形偏差包括：
36、根据所述系统误差引起的成桥线形系统偏差和所述随机误差引起的成桥线形随机偏差计算成桥线形偏差，所述成桥线形偏差包括包括上拱偏差lu和下挠偏差ld；
37、计算公式为：
38、lu＝σlxu+ασls；
39、ld＝σlxd+ασls；
40、其中，α为修正系数，范围为1.1≤α≤2。
41、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：
42、本申请提供一种斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，通过确定线形偏差来源参数实现线形偏差的追本溯源，再根据误差统计性质和对成桥线形的影响机理不同，将参数误差分为系统误差与随机误差，分别给出两类误差的计算方法，对于系统误差，基于有限元模型和系统误差的范围获取系统误差引起的成桥线形系统偏差；对于随机误差，基于有限元模型和平方和开平方方法获取随机误差引起的成桥线形随机偏差，从而计算出斜拉桥的成桥线形偏差，实现定量计算、准确预测的目的，且计算结果符合实际，使得成桥线形可通过调整措施更逼近设计线形，避免出现成桥线形与设计线形发生较大偏差且难以调整的情形，有助于实现成桥线形的高精度控制，满足成桥线形验收要求，保障桥梁正常运营。
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1.一种斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述确定线形偏差来源参数，将参数误差分为系统误差和随机误差包括：
3.如权利要求2所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述荷载参数误差包括主梁自重误差和二期恒载误差中的至少一种；
4.如权利要求2所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述随机误差包括主梁制造误差和斜拉索长度制造误差中的至少一种。
5.如权利要求1所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述确定所述系统误差的范围，基于所述有限元模型，获取所述系统误差引起的成桥线形系统偏差包括：
6.如权利要求5所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，确定所述系统误差的范围时，所述主梁自重误差的范围为2～5％；所述二期恒载误差的范围为3～7％。所述主塔刚度误差的范围为10～35％；所述主梁刚度误差的范围为5～15％；所述斜拉索刚度误差的范围为3～7％；所述主塔收缩徐变及沉降误差的范围按照主塔沉降量确定。>
7.如权利要求5所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述基于所述有限元模型，通过平方和开平方方法获取所述随机误差引起的成桥线形随机偏差包括：
8.如权利要求7所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，通过平方和开平方方法计算主梁制造误差引起的成桥线形随机偏差LS1时，
9.如权利要求7所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，通过平方和开平方方法计算斜拉索长度制造误差引起的成桥线形随机偏差LS2时，
10.如权利要求7所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述计算所述斜拉桥的成桥线形偏差包括：
...【技术特征摘要】
1.一种斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述确定线形偏差来源参数，将参数误差分为系统误差和随机误差包括：
3.如权利要求2所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述荷载参数误差包括主梁自重误差和二期恒载误差中的至少一种；
4.如权利要求2所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述随机误差包括主梁制造误差和斜拉索长度制造误差中的至少一种。
5.如权利要求1所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，所述确定所述系统误差的范围，基于所述有限元模型，获取所述系统误差引起的成桥线形系统偏差包括：
6.如权利要求5所述的斜拉桥成桥线形偏差的计算方法，其特征在于，确定所述系统误差的范围时，所述主梁自重误差的范围为2～...
【专利技术属性】
技术研发人员：苑仁安，韩若愚，邢龙飞，郑清刚，陈宇，汤港归，王哲尧，
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：
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