一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法及装置

摘要

本发明公开了一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法及装置，涉及悬索桥设计领域，该方法包括将桥梁主缆吊索体系中的构件分解；计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力；计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度；计算得到斜置中央扣上端点的三向力、斜置中央扣下端点的三向力、斜置中央扣所在索段的无应力长度；依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力；得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。本发明中主缆找形考虑中央扣的影响，有效保证找形效果。

说明书

技术领域

本发明涉及悬索桥设计领域，具体涉及一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法及装置。

背景技术

为了提高整体刚度，并有效控制加劲梁纵向位移，悬索桥在设计时往往会在跨中附近设置斜置中央扣。另外，中央扣的设置能够提高悬索桥的反对称扭转频率，使得以缆索振动为主的振型延迟出现，有效提高全桥的抗风稳定性。在安装中央扣时，为防止出现卸载情况，中央扣会张拉一定的初始力，目前，对于设置中央扣的悬索桥主缆成桥找形，仍是传统做法，找形时不考虑中央扣，在线形的基础上直接安装中央扣，跨中附近区域的主缆线形及主梁线形会在安装中央扣后会发生变化(大小视中央扣初拉力而不同)，工程中往往忽略这种变化，主要原因有：(1)找形考虑斜置中央扣后，求解变得异常复杂(主缆线形影响中央扣倾斜角度，角度变化会引起中央扣竖向和横向分力的变化，进而影响吊索分担力的大小，吊索力直接影响主缆线形，各因素相互影响，环环相扣)，目前尚无相关方法及分析工具；(2)中央扣初拉力只影响跨中局部区域的主缆和主梁线形，对构件应力影响较小，不影响结构安全。

因此，传统不考虑中央扣的找形方法存在以下问题：

1、在忽略中央扣确定的线形上直接安装中央扣，附加的初张力会改变原始的主缆线形，使得线形出现折角，附加的初张力会产生竖向分力，对主梁线形也会产生影响，造成路面局部区域的不平顺；

2、中央扣的安装和张拉会改变吊索力的大小，出现力的重分布，与设定值之间出现偏差；中央扣安装前吊索是竖直的，但安装后会导致吊索发生倾斜。

3、中央扣的无应力长度是根据忽略自身影响的线形确定的，安装前已在工厂按该长度加工完成，并在主缆和吊索之后安装，安装过程中，中央扣两端(主缆和主梁)由于受力均会发生位移，而长度无法调整，使得力出现卸载，最终安装到位的中央扣初张力达不到设定目标值。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法及装置，主缆找形考虑中央扣的影响，有效保证找形效果。

为达到以上目的，本发明提供的一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法，具体包括以下步骤：

将桥梁主缆吊索体系中的构件分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力；

基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度；

基于斜置中央扣的上端点坐标、斜置中央扣的下端点坐标和斜置中央扣的平均轴拉力，计算得到斜置中央扣上端点的三向力、斜置中央扣下端点的三向力、斜置中央扣所在索段的无应力长度；

构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环；

将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

在上述技术方案的基础上，所述耦合三元组中，吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连，吊索的竖向力与斜置中央扣的竖向分力之和已知。

在上述技术方案的基础上，所述基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力，具体步骤包括：

根据主缆首节索段左端点的纵向分力F

根据力的平衡条件计算得到主缆首节索段右端点的三向分力(F

根据主缆首节索段右端点的竖向投影长度L

在上述技术方案的基础上，所述由空间悬链线方程并采用牛顿法迭代计算得到主缆首节索段右端点的竖向投影长度L

其中，E表示主缆材料的弹性模量，A表示主缆的截面积。

在上述技术方案的基础上，所述基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度，具体步骤包括：

在局部坐标下求吊索的水平投影长度L

计算初始的无应力长度S

给吊索无应力长度S

计算吊索上端初始的水平力F

其中，ω

计算吊索下端水平力F

F

F

计算得到吊索的新水平投影长度L

其中，E

基于水平投影和竖向投影差以判断是否结束迭代，对于水平投影差ΔL

所述后续步骤为：

计算修正用的柔性系数a

再计算柔性系数a

计算迭代初值修正值ΔF

基于迭代初值修正值进行修正，得到修正的初始水平力F

计算吊索下端点的竖向力f

重新给吊索无应力长度S

再次更新吊索的无应力长度S

判断是否收敛，计算abs((S

计算整体坐标系下的吊索上端力(F

在上述技术方案的基础上，所述构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环，具体的迭代过程包括：

根据主缆首节索段左端点的三向分力(F

将主缆首节索段右端点坐标(X

根据吊索下端点竖向力之和F

根据主缆首节索段左端点坐标(X

计算新的主缆首节索段左端点的三向分力，即F

在上述技术方案的基础上，所述将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度，具体为：

将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

在上述技术方案的基础上，所述通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度，其中，具体的迭代过程为：

获取主缆左端点坐标(X

进行主缆首节索段左端点的三向分力(F

整个主缆的水平投影长度L的计算方式为

整个主缆的竖向投影长度H的计算方式为

H＝Y

竖向矢跨比λ的计算方式为；

λ＝(Z

主缆首节索段左端点的纵向分力F

F

主缆首节索段左端点的竖向分力F

F

主缆首节索段左端点的横向分力F

F

对于主缆，从左至右依次计算，得到主缆最右侧端点的竖坐标Y

基于计算得到的主缆最右侧端点的竖坐标Y

若

若

采用影响矩阵对主缆首节索段左端点的三向力进行修正，即：

其中，(ΔF

本发明提供的一种考虑斜置中央扣的主缆找形装置，包括：

分解模块，其用于将桥梁主缆吊索体系中的构件分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

第一计算模块，其用于基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力；

第二计算模块，其用于基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度；

第三计算模块，其用于基于斜置中央扣的上端点坐标、斜置中央扣的下端点坐标和斜置中央扣的平均轴拉力，计算得到斜置中央扣上端点的三向力、斜置中央扣下端点的三向力、斜置中央扣所在索段的无应力长度；

第四计算模块，其用于构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环；

执行模块，其用于将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

在上述技术方案的基础上，所述耦合三元组中，吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连，吊索的竖向力与斜置中央扣的竖向分力之和已知。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)主缆找形考虑了中央扣的影响，因此中央扣安装完成后，主缆线形仍能保持平滑，不会出现折角；吊索下端总的竖向力能够达到理想目标值，主梁线形平顺，不会附加弯矩；吊索在安装中央扣后保持竖直，不会倾斜；

(2)中央扣的加工长度是按照考虑中央扣影响的找形方法计算得到的，使得安装到位后中央扣的初张力能够精确达到设定的目标值；

(3)本发明能够适应同时存在吊索和斜置中央扣的主缆找形，且适用同时存在多种控制方法(如吊索由竖向力控制，中央扣由平均轴力控制)的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法的流程图；

图2为带中央扣的桥梁结构图；

图3为构件分解图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种考虑斜置中央扣的主缆找形方法，具体包括以下步骤：

S1：将桥梁主缆吊索体系中的构件分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

对于带中央扣的桥梁结构图参见图2所示，主缆、吊索和斜置中央扣作为相互关联的统一系统，根据特征，将系统中的构件分为4类，分别为：左侧受力明确的主缆索段(简称cable-1)、下端受力明确的吊索(简称cable-2)、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣(简称cable-3)，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组(简称cable-group)。同时，对于主缆而言，其上设置有多个节点，并呈间隔分布，主缆的最左端为第1个节点，最右端为最后1个节点，两相连节点之间形成索段，例如，由左至右，主缆的第1个节点和第2个节点之间为主缆首节索段，主缆首节索段左侧端点为主缆的第1个节点，即主缆最右侧端点，主缆首节索段右侧端点为主缆的第2个节点，第2节索段左侧端点为主缆的第2个节点，第2节索段右侧端点为主缆的第3个节点。

耦合三元组中，吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连，吊索的竖向力与斜置中央扣的竖向分力之和已知。但对于吊索的竖向力、斜置中央扣的竖向分力之和，两者之间是如何分配的未知，即各自竖向力不明确，节点之间形成环形连接，未知量之间也是环环相扣，相互关联。

步骤S1与传统方法的主要区别是：将带斜置中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征分解为四类组件，并构建耦合三元组(吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连)。

S2：基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力；即进行左侧受力明确的主缆索段(cable-1单元)的计算。

本发明中，基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力，具体步骤包括：

S201：根据主缆首节索段左端点的纵向分力F

S202：根据力的平衡条件计算得到主缆首节索段右端点的三向分力(F

S203：根据主缆首节索段右端点的竖向投影长度L

本发明中，由空间悬链线方程并采用牛顿法迭代计算得到主缆首节索段右端点的竖向投影长度L

其中，E表示主缆材料的弹性模量，A表示主缆的截面积。

S3：基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度；即进行下端受力明确的吊索(cable-2单元)的计算。

本发明中，基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度，具体步骤包括：

S301：在局部坐标下求吊索的水平投影长度L

L

H

其中，吊索上端点坐标为(X

S302：计算初始的无应力长度S

S303：给吊索无应力长度S

S304：计算吊索上端初始的水平力F

其中，ω

S305：计算吊索下端水平力F

F

F

S306：计算得到吊索的新水平投影长度L

其中，E

然后基于水平投影和竖向投影差以判断是否结束迭代，对于水平投影差ΔL

S307：计算修正用的柔性系数a

再计算柔性系数a

计算迭代初值修正值ΔF

S308：基于迭代初值修正值进行修正，得到修正的初始水平力F

S309：计算吊索下端点的竖向力f

S310：重新给吊索无应力长度S

S311：再次更新吊索的无应力长度S

S312：判断是否收敛，计算abs((S

S313：计算整体坐标系下的吊索上端力(F

S4：基于斜置中央扣的上端点坐标、斜置中央扣的下端点坐标和斜置中央扣的平均轴拉力，计算得到斜置中央扣上端点的三向力、斜置中央扣下端点的三向力、斜置中央扣所在索段的无应力长度；即进行上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣(cable-3单元)的求解。

对于cable-3的求解，与cable-2的求解类似，仅作如下改动：(1)将S309中的f

S5：构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环；即进行由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组(cable-group单元)的求解。

本发明中，构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环，具体的迭代过程包括：

a：根据主缆首节索段左端点的三向分力(F

b：将主缆首节索段右端点坐标(X

c：根据吊索下端点竖向力之和F

d：根据主缆首节索段左端点坐标(X

e：计算新的主缆首节索段左端点的三向分力，即F

步骤S5与传统方法的主要区别是：主缆左侧三向力→主缆右侧坐标→斜置中央扣下端竖向力→吊索下端竖向力→吊索上端三向力→主缆左侧三向力，形成环，构建了三元组的闭环迭代方法。

S6：将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

本发明中，将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度，具体为：

A：将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

B：通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

首先将三元组(cable-group)识别出来(吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连)，剩余其他构件均为单索构件。

本发明中，通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度，其中，具体的迭代过程为：

S601：获取主缆左端点坐标(X

进行主缆首节索段左端点的三向分力(F

整个主缆的水平投影长度L的计算方式为

整个主缆的竖向投影长度H的计算方式为

H＝Y

竖向矢跨比λ的计算方式为；

λ＝(Z

主缆首节索段左端点的纵向分力F

F

主缆首节索段左端点的竖向分力F

F

主缆首节索段左端点的横向分力F

F

S602：对于主缆，从左至右依次计算，得到主缆最右侧端点的竖坐标Y

S603：基于计算得到的主缆最右侧端点的竖坐标Y

若

若

S604：对于主缆首节索段左端点的三向力(F

S605：采用影响矩阵对主缆首节索段左端点的三向力进行修正，即：

其中，(ΔF

迭代最后一步的结果中，主缆各节点坐标(X

步骤S6与传统方法的主要区别是：构成四层迭代，最外层为整个体系迭代，第二层为三元组迭代，第三层为组内吊索和中央扣迭代，最内层为悬链线索单元的柔性迭代。且每层迭代方法不同，最外层为影响矩阵法，第二层为循环法，第三层为二分法，最内层为柔性系数法。

以下以带斜置中央扣的缆索体系的找形为例对本发明进行具体说明。

已知条件：主缆两端点的坐标为(0，0，0)(60，0，0)、主缆中间共5个分点，各点的纵向坐标分别为10、20、30、40、50，主缆跨中点的竖坐标为-10，吊索下端点处的竖向承重力均为500kN，共5根吊索，2根斜置中央扣，由跨中点向2、4号吊索下端相连形成，斜置中央扣两端的平均拉力为30kN，见图3。

具体步骤如下：

(1)计算主缆最左端点的三向分力(F

(2)整个结构包含5个‘cable-1’、4个‘cable-2’、1个‘cable-3’、1个‘cable-group’，见图3，从左至右，直至全部构件计算完成，通过5步整体迭代，满足收敛限值10

表1主缆节点最终坐标(结构线形)

由表1可见，考虑中央扣计算的最后一步得到主缆跨中点的竖坐标为-10.000000，与目标完全一致，而传统方法由于找形时不考虑中央扣，安装中央扣后，使得跨中点又发生了0.427cm的竖向位移。两种方法的计算结果，主缆1号点和2号点的竖坐标分别相差5.19cm和8.29cm。传统方法在安装中央扣后，主缆线形出现折角，不再平滑，见图3(虚线)，而本发明方法由于找形就考虑了中央扣的影响，线形仍是平滑的。

表2吊索及斜置中央扣的内力(kN)

表2示出了吊索和斜置中央扣上下端的纵向力和竖向力结果，由表2可见，考虑中央扣的找形方法，吊索2下端(吊索2和中央扣1之和)和吊索4下端(吊索4和中央扣2之和)精确为-500kN，而找形后再安装中央扣的传统方法计算的吊索2和吊索4下端竖向力之和为-513.29kN，中间吊索3的竖向力为-476.63kN，两侧变大，而中间变小，使得索力出现不均匀的重分布，索力的变化进一步会引起主梁线形的变化。传统方法的中央扣的加工长度是根据不考虑初张力的线形确定的，在安装过程中，上下端受力会发生变形，导致中央扣的初拉力无法达到目标设定值，由表2可见，传统方法中央扣安装后初拉力仅为18.59kN，而本发明方法由于找形就考虑中央扣的影响，使得初拉力能够精确达到设定值30kN。另外，主缆各索段的无应力长度之和，本发明考虑中央扣一起找形计算的结果为63.731232m，而传统方法为63.784482m，相差5.325cm。

综上所述，中央扣对主缆线形和吊索下端力是有影响的，在主缆找形时，应同时考虑吊索和中央扣。本发明提供了一种可同时考虑斜置中央扣的找形方法，实现了对设置斜置中央扣的主缆系统的精确找形。

本发明将带斜置中央扣的缆索体系根据杆件特征分解为4类组件，并构建耦合三元组(吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连)，针对三元组各参数环环相扣的特点，创建闭环迭代法。整体结构计算为4层迭代，最外层为结构体系迭代，第二层为三元组迭代，第三层为组内吊索和中央扣迭代，最内层为悬链线索单元的柔性迭代。最终实现了对设置斜置中央扣的缆索体系的精确找形，中央扣安装完成后，主缆线形仍能保持平滑，不会出现折角，主梁线形平顺，吊索不会倾斜，中央扣的初张力能够精确达到设定的目标值。本发明可应用于设置中央扣的悬索桥设计中。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质位于PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器中，可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下所述考虑斜置中央扣的主缆找形方法的步骤：

将桥梁主缆吊索体系中的构件分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力；

基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度；

基于斜置中央扣的上端点坐标、斜置中央扣的下端点坐标和斜置中央扣的平均轴拉力，计算得到斜置中央扣上端点的三向力、斜置中央扣下端点的三向力、斜置中央扣所在索段的无应力长度；

构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环；

将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本发明实施例提供的一种考虑斜置中央扣的主缆找形装置，包括分解模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块和执行模块。

分解模块用于将桥梁主缆吊索体系中的构件分解为左侧受力明确的主缆索段、下端受力明确的吊索、上端与主缆相连点坐标已知的斜置中央扣，以及由主缆索段、吊索和斜置中央扣组成的耦合三元组；

第一计算模块用于基于主缆首节索段左端点的三向分力、主缆首节索段左端点坐标和主缆首节索段右端点纵坐标，计算得到主缆首节索段右端点竖坐标和横坐标、主缆首节索段无应力长度、主缆首节索段右端点的三向分力；

第二计算模块用于基于吊索上端点坐标、吊索下端点坐标和吊索下端竖向力，计算得到吊索上端点的三向力和吊索所在索段的无应力长度；

第三计算模块用于基于斜置中央扣的上端点坐标、斜置中央扣的下端点坐标和斜置中央扣的平均轴拉力，计算得到斜置中央扣上端点的三向力、斜置中央扣下端点的三向力、斜置中央扣所在索段的无应力长度；

第四计算模块用于构建闭环迭代法依次求解主缆左端点的三向分力、主缆右端点的坐标、斜置中央扣下端点的三向力、吊索下端点的三向力、吊索上端点的三向力和主缆左端点的三向分力，形成环，通过迭代直至闭环；

执行模块用于将带任意形式中央扣的主缆吊索体系根据杆件特征进行分解，并通过迭代得到主缆各索段、各吊索及斜置中央扣的无应力长度。

本发明中，耦合三元组中，吊索上端与主缆索段左侧相连，主缆索段右侧与斜置中央扣上端相连，吊索下端与斜置中央扣下端相连，吊索的竖向力与斜置中央扣的竖向分力之和已知。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。