一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法

摘要

本发明公开一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法，包括：求解斜拉索的标准重力；求解实时合力；求解斜拉索受到的风力；获取第一连接点的第一坐标和第二连接点的第二坐标；求解过第一连接点和第二连接点的第三直线的直线方程；获取无线遥控小车的实时点位置的坐标，求解实时点位置的实时线点轴距；求解标准线点轴距；获取标准线点轴距的最大值，得到斜拉索的标准弧垂；根据实时线点轴距和所述标准弧垂，判断斜拉桥的斜拉索紧线是否合格。在本发明中，实现在斜拉索紧线施工过程中对斜拉索的弧垂进行实时监测，根据弧垂对斜拉索进行适当的松紧，有效减少斜拉索的弧垂与目标值偏离过大而带来的危害。

说明书

技术领域

本发明涉及斜拉桥技术领域，特别涉及一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法。

背景技术

斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。

斜拉索由于自重的作用，在垂直于其弦线方向发生较大弧垂，斜拉索的弧垂程度影响斜拉索对主梁的拉力大小，当斜拉索的弧垂程度过大或者过小都将对主梁造成影响，影响斜拉桥的后续使用，存在巨大的安全隐患。

发明内容

有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法，旨在实现在斜拉索紧线施工过程中对斜拉索的弧垂进行实时监测，根据弧垂对斜拉索进行适当的松紧，有效减少斜拉索的弧垂与目标值偏离过大而带来的危害。

为实现上述目的，本发明提供一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、在无风状态下，采集斜拉索与索塔的第一连接点处的第一拉力

步骤S2、采集所述斜拉索与所述索塔的所述第一连接点处的第一实时拉力

步骤S3、根据所述实时合力

步骤S4、获取所述第一连接点的第一坐标(x

步骤S5、获取无线遥控小车的实时点位置的坐标(x

步骤S6、根据所述标准重力

步骤S7、比较各个所述标准线点轴距b的大小，获取所述标准线点轴距的最大值b

步骤S8、根据所述实时线点轴距a和所述标准弧垂f，判断斜拉桥的所述斜拉索紧线是否合格；当所述实时线点轴距的最大值a

在该技术方案中，通过实时采集所述斜拉索两端的第一实时拉力

在一具体实施方式中，所述弧垂的预设范围为[0.9f，1.1f]。

在另一具体实施方式中，所述步骤S8中对所述斜拉索进行松紧的标准为：当所述实时线点轴距的最大值a

在一具体实施方式中，所述方法还包括：

在所述步骤S2之前通过人眼观测所述斜拉索的紧线程度。

在一具体实施方式中，所述无线遥控小车上设有用于对所述无线遥控小车位置信息的高精度定位探测头。

在一具体实施方式中，所述无线遥控小车可在所述斜拉索上来回运动。

在一具体实施方式中，所述无线遥控小车的所述实时点位置至少包括所述第一连接点或所述第二连接点其中的一点。

本发明的有益效果是：在本发明中，通过实时采集所述斜拉索两端的第一实时拉力

附图说明

图1为本发明一具体实施方式中一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法的流程框图；

图2为本发明一具体实施方式中一种斜拉桥的斜拉索紧线监测系统的系统框图；

图3为本发明一具体实施方式中斜拉索、索塔以及主梁的位置关系和受力示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如1和3图所示，在本发明的第一实施例中，提供一种工程建设斜拉桥的斜拉索紧线施工方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、在无风状态下，采集斜拉索与索塔的第一连接点处的第一拉力

步骤S2、采集所述斜拉索与所述索塔的所述第一连接点处的第一实时拉力

步骤S3、根据所述实时合力

步骤S4、获取所述第一连接点的第一坐标(x

步骤S5、获取无线遥控小车的实时点位置的坐标(x

步骤S6、根据所述标准重力

步骤S7、比较各个所述标准线点轴距b的大小，获取所述标准线点轴距的最大值b

步骤S8、根据所述实时线点轴距a和所述标准弧垂f，判断斜拉桥的所述斜拉索紧线是否合格；当所述实时线点轴距的最大值a

在本实施例中，所述弧垂的预设范围为[0.9f，1.1f]。

在另一实施例中，所述步骤S8中对所述斜拉索进行松紧的标准为：当所述实时线点轴距的最大值a

在本实施例中，所述方法还包括：

在所述步骤S2之前通过人眼观测所述斜拉索的紧线程度。

在本实施例中，所述无线遥控小车上设有用于对所述无线遥控小车位置信息的高精度定位探测头。

在本实施例中，所述无线遥控小车可在所述斜拉索上来回运动。

在本实施例中，所述无线遥控小车的所述实时点位置至少包括所述第一连接点或所述第二连接点其中的一点。

下面对本实施例中涉及到的公式进行推导：

在所述斜拉索固定在所述索塔和所述主梁后，所述斜拉索的所述弧垂的大小与所述风力、所述斜拉索的所述标准重力有关；所述风力与所述斜拉索的所述标准重力的合力越大，所述实时线点轴距越大；

由于所述第一连接点和所述第二连接点的距离较远，所以所述实时线点轴距a近似与风力和所述标准重力的合力大小呈正比；

即

所述风力与所述斜拉索的重力的合力

测得所述第一实时拉力

在有风状态下，所述风力和所述斜拉索的重力的合力大小与所述实时线点轴距a的第一比值为

在无风状态下，所述标准重力与所述标准线点轴距b的第二比值为

所述第一比值和所述第二比值的大小相等，即

根据所述第一坐标(x

根据点到直线的距离公式可得所述无线遥控小车的所述实时点位置到所述第三直线的所述第一垂直距离为

如图2和3所示，在本发明的第二实施例中，提供提供一种斜拉桥的斜拉索紧线监测系统，所述系统包括：

服务器100，用于远程管理斜拉桥的斜拉索紧线施工的数据；

数据采集终端200，用于终端获取所述斜拉桥的斜拉索紧线施工的原始数据；

无线遥控小车以及斜拉桥，所述斜拉桥包括斜拉索、索塔、主梁；

所述服务器100和所述数据采集终端200通信连接；

所述服务器100包括标准重力求解模块101、实时合力求解模块102、风力求解模块103、直线方程求解模块104、实时线点轴距求解模块105、标准线点轴距求解模块106、标准弧垂获取模块107、紧线合格判断模块108；

所述数据采集终端200包括第一数据采集模块201、第二数据采集模块202、第一坐标系建立模块203、坐标获取模块204；

所述第一数据采集模块201，用于在无风状态下，采集所述斜拉索与所述索塔的第一连接点处的第一拉力

所述第二数据采集模块202，用于采集所述斜拉索与所述索塔的所述第一连接点处的第一实时拉力

所述第一坐标系建立模块203，用于建立第一坐标系；以所述索塔与所述主梁的交叉点为坐标原点O、以所述索塔所在的第一直线为Y轴且所述第一直线过所述坐标原点、以过所述坐标原点且与水平面平行的的第二直线为X轴建立第一坐标系；

所述坐标获取模块204，用于获取所述第一连接点的第一坐标(x

所述标准重力求解模块101，用于根据所述第一拉力

所述实时合力求解模块102，用于根据所述第一实时拉力

所述风力求解模块103，用于根据所述实时合力

所述直线方程求解模块104，用于根据所述第一坐标(x

所述实时线点轴距求解模块105，用于根据所述无线遥控小车的所述实时点位置的坐标(x

所述标准线点轴距求解模块106，用于根据所述标准重力

所述标准弧垂获取模块107，用于比较各个所述标准线点轴距b的大小，获取所述标准线点轴距的最大值b

所述紧线合格判断模块108，用于根据所述实时线点轴距a和所述标准弧垂f，判断斜拉桥的所述斜拉索紧线是否合格；当所述实时线点轴距的最大值a

在本实施例中，所述弧垂的预设范围为[0.9f，1.1f]。

在另一实施例中，所述紧线合格判断模块108对所述斜拉索松紧的判断标准为：当所述实时线点轴距的最大值a

在本实施例中，所述无线遥控小车上设有用于对所述无线遥控小车位置信息的高精度定位探测头。

在本实施例中，所述无线遥控小车可在所述斜拉索上来回运动。

在本实施例中，所述无线遥控小车的所述实时点位置至少包括所述第一连接点或所述第二连接点其中的一点。

下面对本实施例中涉及到的公式进行推导：

在所述斜拉索固定在所述索塔和所述主梁后，所述斜拉索的所述弧垂的大小与所述风力、所述斜拉索的所述标准重力有关；所述风力与所述斜拉索的所述标准重力的合力越大，所述实时线点轴距越大；

由于所述第一连接点和所述第二连接点的距离较远，所以所述实时线点轴距a近似与风力和所述标准重力的合力大小呈正比；

即

所述风力与所述斜拉索的重力的合力

测得所述第一实时拉力

在有风状态下，所述风力和所述斜拉索的重力的合力大小与所述实时线点轴距a的第一比值为

在无风状态下，所述标准重力与所述标准线点轴距b的第二比值为

所述第一比值和所述第二比值的大小相等，即

根据所述第一坐标(x

根据点到直线的距离公式可得所述无线遥控小车的所述实时点位置到所述第三直线的所述第一垂直距离为

以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。