【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基准张拉力的计算，尤其涉及平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法。
技术介绍
1、现有的斜拉索基准张拉力计算方法中，索长理论变形值的计算采取近似简化计算，求解精度不高，适用范围有限；而通过精确计算斜拉索中每股钢绞线初张拉力的方式得到单股钢绞线的初张拉力，则需要通过相关软件编制计算程序求解非线性超越方程，计算量较大，使用不便，应用推广受到限制；高精度的水平分力无迭代计算公式虽然可以确定整束斜拉索的相关静力参数，但不能直接计算得到基准张拉力。
技术实现思路
1、本专利技术为了更好地为平行钢绞线斜拉索施工提供指导，采用基于拉索静力状态无迭代计算公式，结合无应力状态法理论，计算斜拉索中单股钢绞线初张力，以此提出了计算基准张拉力的方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：
3、平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，包括以下步骤，
4、1)利用双曲函数展开式，得到计算近似索端水平分力h的公式(10)：
5、
6、式中，l0表示斜拉索两锚固点间的距离；rl以及rh分别表示无量纲参数；
7、其中：
8、g表示斜拉索钢绞线自重与hdpe外套管每延米自重和；l、h分别表示斜拉索张拉后两锚点间水平投影长度和竖向高差；t表示整束斜拉索索端张拉力；
9、2)根据公式(9)计算得到无应力索长50：
10、s0＝s-δs (9)
11、式中，s代表斜拉索
12、3)根据公式(19)计算梁端及塔端的结构刚度，得到：
13、
14、以a点和b点分别代表钢绞线形成的斜拉索的两个锚点；取hx、hy、va、vb为单位力时，梁端及塔端在x轴、y轴和z轴的位移为kax、kay、kaz及kbx、kby、kbz，该位移数值表征为结构刚度，得到公式(19)；
15、式中，δxa、δya、δza、δxb、δyb、δzb分别表示斜拉索张拉后两锚点坐标的变化量；
16、4)计算第i股钢绞线张拉完成后两锚点坐标变化量是否相等，若不等，则调整张拉，使其相等；
17、5)计算求得第i股钢绞线索端张拉力tai、tbi；
18、6)分别求出第1至m-1股钢绞线张拉完成后两锚点坐标变化量，最终求得张拉力tm，进而求得斜拉索基准张拉力tb，所述第m股钢绞线上设有压力传感器：
19、
20、eeq为等效弹性模量，其中，
21、进一步地，所述步骤2)中，还包括斜拉索索长s和弹性伸长量δs的计算，具体为：
22、
23、
24、公式(7)至(8)中，z代表对索形方程求导，斜拉索边界条件下z(l)＝h，β代表无量纲参数，其具体为
25、t为索端张拉力；e为斜拉索弹性模量，a为斜拉索横截面积，q为斜拉索所承担的均布荷载。
26、进一步地，所述步骤3)中，还包括于索面平面坐标系xoz中，根据公式(20)计算两个索端张拉力在z轴方向的分解力va和vb；
27、
28、式中h代表两个索端张拉力在x轴的水平分力，ka和kb分别代表索端点中斜率。
29、进一步地，所述步骤依次循环挂设每根钢绞线，并判断其张拉后，两个端点在三向上的变化量是否相等，具体包括以下步骤：
30、张拉第i根钢绞线前，先将前一根i-1根的钢绞线挂设张拉满后，进行两锚点坐标三向变化量的计算；
31、根据两锚点坐标三向变化量计算第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点间水平投影长度和竖向高差；
32、求解第i股钢绞线张拉完成后索端水平分力；
33、根据第i股钢绞线张拉完成后索端水平分力计算第i股钢绞线索端分力；
34、计算锚点坐标变化量；
35、计算量锚点在坐标系xyz三向的变化量，并判断是否相等。
36、进一步地，所述计算第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点间水平投影长度和竖向高差具体为通过公式(24)计算：
37、
38、其中，li代表第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点间水平投影长度，hi代表第i股钢绞线张拉完成后的竖向高差；
39、xa0，ya0，xz0以及xa0，ya0，za0分别代表有限元模型建模中斜拉索梁端锚点a的坐标以及塔端锚点b的坐标；δxta、δyta、δzta、δxtb、δytb和δztb分别代表斜拉索张拉前两锚点坐标累计变化量；xai、yai、xbi、ybi分别代表第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点坐标；δxai、δyai、δzai、δxbi、δybi、δzbi分别代表第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点坐标变化量。
40、进一步地，所述步骤求解第i股钢绞线张拉完成后索端水平分力hi具体通过一元三次方程求解，具体如下：
41、
42、其中，
43、
44、其中，qi代表第股钢绞线张拉时，i股钢绞线自重与hdpe外套管每延米自重和；l0i代表第i股钢绞线张拉后，斜拉索两锚点间的弦长；li、hi分别代表第i股钢绞线张拉后，斜拉索两锚点间水平投影长度和竖向高差；ai代表第i股钢绞线张拉时，i股钢绞线的横截面积和。
45、进一步地，所述步骤计算第i股钢绞线索端分力hxi、hyi、vai以及vbi具体为，根据公式(22)以及(23)计算：
46、索端水平分力hi在x轴和y轴的分力计算如下：
47、
48、其中，θi代表第i股钢绞线张拉后，斜拉索两锚点间连线的水平夹角；
49、索端竖向分力计算如下：
50、
51、式中kai、kbi由公式(5)求得：
52、
53、其中，c1为积分常数，q为斜拉索所承担的均布荷载。
54、进一步地，所述步骤计算锚点坐标变化量具体为，根据第i股钢绞线索端分力，以及公式(21)计算：
55、
56、进一步地，所述步骤计算求得第i股钢绞线索端张拉力tai、tbi具体为：
57、
58、进一步地，判断量锚点变化量是否相等具体为：
59、1)根据计算得到无应力索长s0，结构刚度即hx、hy、va、vb为单位力时，梁端及塔端x、y、z方向的位移为kax、kay、kaz及kbx、kby、kbz。将i-1股钢绞线张拉后的两锚点坐标变化量作为计算初值，计算第i股钢绞线张拉完成后索端水平分力hi；
60、2)根据公式(22)、(23)计算第i股钢绞线张拉完成后索端张拉力tti对应x、y、z方向的分力hxi、hyi、vai、vbi；
61、3)根据公式(21)计算第i股钢绞线张拉完成后梁端塔端锚点坐标变化量：δx′ai、δy′ai、δz′ai、δx′bi、δy本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤2)中，还包括斜拉索索长S和弹性伸长量ΔS的计算，具体为：
3.根据权利要求1所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤3)中，还包括于索面平面坐标系xoz中，根据公式(20)计算两个索端张拉力在z轴方向的分解力VA和VB；
4.根据权利要求1所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤依次循环挂设每根钢绞线，并判断其张拉后，两个端点在三向上的变化量是否相等，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述计算第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点间水平投影长度和竖向高差具体为通过公式(24)计算：
6.根据权利要求5所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤求解第i股钢绞线张拉完成后索端水平分力Hi具体通过一元三次方程求解，具体如下：
7.根据权利要
8.根据权利要求7所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤计算锚点坐标变化量具体为，根据第i股钢绞线索端分力，以及公式(21)计算：
9.根据权利要求7所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤计算求得第i股钢绞线索端张拉力TAi、TBi具体为：
10.根据权利要求8所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，判断量锚点变化量是否相等具体为：
...【技术特征摘要】
1.平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤2)中，还包括斜拉索索长s和弹性伸长量δs的计算，具体为：
3.根据权利要求1所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤3)中，还包括于索面平面坐标系xoz中，根据公式(20)计算两个索端张拉力在z轴方向的分解力va和vb；
4.根据权利要求1所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述步骤依次循环挂设每根钢绞线，并判断其张拉后，两个端点在三向上的变化量是否相等，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的平行钢绞线斜拉索基准张拉力的计算方法，其特征在于，所述计算第i股钢绞线张拉完成后斜拉索两锚点间水平投影长度和竖向高差具体为通过公式(24)计算：
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘子熬，刘永辉，汪来发，李建军，张爱刚，喻路，钟伟强，俞中华，石小斌，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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