钢桁架拱桥扣索的设置方法.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310446470.X(22)申请日 2023.04.23(71)申请人 中铁二院工程集团有限责任公司地址 610031 四川省成都市金牛区通锦路三号(72)发明人 张超谭晟王聪宋随弟万沐聪毛嘉川曾永平陈克坚任政张扬李松涛夏世林汪洋李光川吉孔东(74)专利代理机构 四川力久律师事务所 51221专利代理师 刘童笛(51)Int.Cl.G06F 30/13(2020.01)G06F 30/23(2020.01)G06F 111/04(2020.01)G06F 119/14(2020.01)(5。

2、4)发明名称一种钢桁架拱桥扣索的设置方法(57)摘要本发明关于一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，包括建立有限元模型，假定张拉索力T，按实际悬拼过程正装分析；根据有限元计算结果，获得以张拉索力T为自变量，拱肋各节点位移、拱脚内力为因变量的影响矩阵；根据影响矩阵建立数学规划模型，设置约束条件，以拱肋节点位移平方和最小为目标函数，采用广义简约梯度法进行规划求解，获得最优索力T1；将索力T1代入有限元模型进行计算，查看拱脚内力及节点位移，比较计算值与目标值相差是否在阈值内；若在阈值内，索力T1即为待求索力；若在阈值外，以本次计算索力更新索力影响矩阵，进行迭代计算，直到计算值与目标值误差在阈值内。本发明保证。

3、拱脚处上下弦杆受力相当，减小拱脚钢拉杆锚固设计难度。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 116611138 A2023.08.18CN 116611138 A1.一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立有限元模型，假定张拉索力T，按实际悬拼过程正装分析；S2、根据有限元模型计算结果，获得以张拉索力T为自变量，拱肋各节点位移、拱脚内力为因变量的影响矩阵；S3、根据影响矩阵建立数学规划模型，设置待求索力T1的最大限值及拱脚弦杆内力值作为约束条件，以拱肋节点位移平方和最小为目标函数，采用广义简约梯度法进行规划求解，以获得满足条件的最优索力T1；S4、将索力T1代入有限。

4、元模型进行计算，查看拱脚内力及节点位移，比较计算值与目标值相差是否小于或等于阈值；若小于或等于阈值，索力T1即为待求索力；若大于阈值，则以本次计算的索力更新索力的影响矩阵，返回到步骤S3进行迭代计算，直到计算值与目标值误差为阈值或在阈值以内时，终止迭代。2.根据权利要求1所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法，其特征在于，阈值为23。3.一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时实现如权利要求12任一项所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法。4.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述程序，以实现如权利要求12任一项所。

5、述的钢桁架拱桥扣索的设置方法。5.一种钢桁架拱桥，其特征在于，采用斜拉扣挂法进行悬臂施工，其中扣索按照如权利要求12任一项所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法进行配置。权利要求书1/1 页2CN 116611138 A2一种钢桁架拱桥扣索的设置方法技术领域0001本发明涉及桥梁设计技术领域，特别是一种钢桁架拱桥扣索的设置方法。背景技术0002大跨度钢桁架拱桥大多采用斜拉扣挂法进行悬臂施工，其中扣索的设计直接影响到拱肋的成桥线形及内力。扣索索力的计算方法主要有力矩平衡法、零位移法、基于影响矩阵的优化算法等。上述方法主要针对悬拼过程中拱脚设置临时铰的拱肋，侧重于悬拼过程中的静力平衡和成拱时的拱肋线形与设。

6、计线形的吻合度。对于悬拼过程拱脚不设临时铰采用固结的拱肋，按照上述方计算出的扣索索力将会使拱脚处上下弦内力差异大，造成拱脚钢拉杆锚固设计困难。发明内容0003本发明的目的在于：针对现有技术存在的悬拼过程中不设临时铰的大跨度钢桁架拱按传统算法进行扣索设计进而使得锚固设计困难的问题，提供一种钢桁架拱桥扣索的设置方法。0004为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：0005第一方面，本发明提供了一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，包括以下步骤：0006S1、建立有限元模型，假定张拉索力T，按实际悬拼过程正装分析；0007S2、根据有限元模型计算结果，获得以张拉索力T为自变量，拱肋各节点位移、拱脚内力为因。

7、变量的影响矩阵；0008S3、根据影响矩阵建立数学规划模型，设置待求索力T1的最大限值及拱脚弦杆内力值作为约束条件，以拱肋节点位移平方和最小为目标函数，采用广义简约梯度法进行规划求解，以获得满足条件的最优索力T1；0009S4、将索力T1代入有限元模型进行计算，查看拱脚内力及节点位移，比较计算值与目标值相差是否小于或等于阈值；若小于或等于阈值，索力T1即为待求索力；若大于阈值，则以本次计算的索力更新索力的影响矩阵，返回到步骤S3进行迭代计算，直到计算值与目标值误差为阈值或在阈值以内时，终止迭代。0010采用本发明所述的一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，基于影响矩阵和广义简约梯度法能够快速求解满足约。

8、束条件的扣索索力，避免了以往扣索索力设计反复试调的过程，计算结果快速准确，适用性广；扣索索力的设计原则是保证拱脚处上下弦杆受力相当，进而减小拱脚钢拉杆锚固设计难度；保证拱脚内力的前提下，采用线性规划优化算法寻求拱肋位移最小化的索力，从而使得拱肋受力位移小，减小了预拱度值。0011作为本发明优选地技术方案，阈值为23。0012第二方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如以上任一项所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法。0013第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：说明书1/4 页3CN 116611138 A30014存储器，其上存储有计算机程序。

9、；0015处理器，用于执行所述存储器中的所述程序，以实现如以上任一项所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法。0016第四方面，本发明还提供了一种钢桁架拱桥，采用斜拉扣挂法进行悬臂施工，其中扣索按照如以上任一项所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法进行配置。0017综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：00181、本发明所述的一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，基于影响矩阵和广义简约梯度法能够快速求解满足约束条件的扣索索力，避免了以往扣索索力设计反复试调的过程，计算结果快速准确，适用性广；00192、本发明所述的一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，扣索索力的设计原则是保证拱脚处上下弦杆受力相当，进而减小拱脚。

10、钢拉杆锚固设计难度；00203、本发明所述的一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，保证拱脚内力的前提下，采用线性规划优化算法寻求拱肋位移最小化的索力，从而使得拱肋受力位移小，减小了预拱度值。附图说明0021图1为钢桁架拱桥扣索的设置方法的流程示意图。具体实施方式0022下面结合附图，对本发明作详细的说明。0023为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。0024实施例10025如图1所示，本发明所述的一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，包括以下步骤：0026S1、建立有限元模型，假定。

11、张拉索力T，按实际悬拼过程正装分析；0027S2、根据有限元模型计算结果，获得以张拉索力T为自变量，拱肋各节点位移、拱脚内力为因变量的影响矩阵；0028S3、根据影响矩阵建立数学规划模型，设置待求索力T1的最大限值及拱脚弦杆内力值作为约束条件，以拱肋节点位移平方和最小为目标函数，采用广义简约梯度法进行规划求解，以获得满足条件的最优索力T1；0029S4、将索力T1代入有限元模型进行计算，查看拱脚内力及节点位移，比较计算值与目标值相差是否小于或等于阈值；若小于或等于阈值，索力T1即为待求索力；若大于阈值，则以本次计算的索力更新索力的影响矩阵，返回到步骤S3进行迭代计算，直到计算值与目标值误差为阈。

12、值或在阈值以内时，终止迭代。0030其中，步骤S4中阈值为23。0031本实施例所述的一种钢桁架拱桥扣索的设置方法，基于影响矩阵和广义简约梯度法能够快速求解满足约束条件的扣索索力，避免了以往扣索索力设计反复试调的过程，计算结果快速准确，适用性广；扣索索力的设计原则是保证拱脚处上下弦杆受力相当，进而减说明书2/4 页4CN 116611138 A4小拱脚钢拉杆锚固设计难度；保证拱脚内力的前提下，采用线性规划优化算法寻求拱肋位移最小化的索力，从而使得拱肋受力位移小，减小了预拱度值。0032实施例20033本发明所述的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例1所。

13、述的钢桁架拱桥扣索的设置方法。0034计算机可读存储介质用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据；计算机可读存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory，EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ReadOnly M。

14、emory，EPROM)，可编程只读存储器(Programmable ReadOnly Memory，PROM)，只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。0035实施例30036本发明所述的一种电子设备，包括：0037存储器，其上存储有计算机程序；0038处理器，用于执行所述存储器中的所述程序，以实现如实施例1所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法。0039作为本实施例的一个优选方案，该电子设备可以包括：处理器、存储器，该电子设备还可以包括多媒体组件、输入/输出(I/O)接口、以及通信组件中的一者或多者。0040其中，处理器用于控制该电子设备的整体操作，。

15、以完成上述钢桁架拱桥扣索的设置方法中的全部或部分步骤。0041存储器用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据；存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory，EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ReadOnly M。

16、emory，EPROM)，可编程只读存储器(Programmable ReadOnly Memory，PROM)，只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。0042多媒体组件可以包括屏幕和音频组件，其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号；例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号，所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或通过通信组件发送；音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。0043I/O接口为处理器和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等；这些按钮可以是虚拟按钮或者实。

17、体按钮。0044通信组件用于该电子设备与其他设备之间进行有线或无线通信；无线通信，例如WiFi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，NFC)，2G、3G、4G或5G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件可以包括：WiFi模块，蓝牙模块，NFC模块，手机通讯说明书3/4 页5CN 116611138 A5模块。0045作为本实施例的一个优选方案，该电子设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、。

18、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述钢桁架拱桥扣索的设置方法。0046另外，本公开实施例提供的计算机可读存储介质即可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由电子设备的处理器执行以完成上述钢桁架拱桥扣索的设置方法。0047实施例40048本发明所述的一种钢桁架拱桥，采用斜拉扣挂法进行悬臂施工，其中扣索按照如实施例1所述的钢桁架拱桥扣索的设置方法进行配置。0049以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书4/4 页6CN 116611138 A6图1说明书附图1/1 页7CN 116611138 A7。