申请/专利权人：中铁大桥勘测设计院集团有限公司

申请日：2022-09-02

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN115481474B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/23;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2023.01.03#实质审查的生效;2022.12.16#公开

摘要：本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种考虑索力耦合效应的索力优化方法、装置及设备。该方法包括以下步骤：建立模拟实际结构当前状态的有限元模型,计算得到斜拉索初始索力值和对应的控制项初始值；依次分批对斜拉索张拉单位索力，获得单位索力引起的第一斜拉索索力变化量和第一控制项变化量；确定斜拉索目标索力值范围以及控制项目标值范围；根据斜拉索初始索力值和控制项初始值，单位索力引起的第一斜拉索索力变化量和第一控制项变化量，以及斜拉索目标索力值范围和控制项目标值范围，确定斜拉索主动调整索力值。能够解决现有技术中需要增加纵向约束导致优化结果不准确的问题，以及通过试算的方式求解调索力，导致效率低下的问题。

主权项：1.一种考虑索力耦合效应的索力优化方法，其特征在于，包括以下步骤：建立模拟实际结构当前状态的有限元模型,计算得到斜拉索初始索力值和对应的控制项初始值，控制项为桥梁结构项控制参数；依次分批对斜拉索张拉单位索力，获得单位索力引起的第一斜拉索索力变化量和第一控制项变化量；确定斜拉索目标索力值范围以及控制项目标值范围；根据斜拉索初始索力值和控制项初始值，单位索力引起的第一斜拉索索力变化量和第一控制项变化量，以及斜拉索目标索力值范围和控制项目标值范围，确定斜拉索主动调整索力值，包括：基于单位索力引起的第一斜拉索索力变化量和第一控制项变化量，建立斜拉索主动调整索力引起的第二斜拉索索力变化量与第二控制项变化量之间的关系，包括：单位索力引起的第一斜拉索索力变化量为称为索力相互影响矩阵；单位索力引起的第一控制项变化量为称为控制项影响矩阵；其中，cj,i为第i批斜拉索张拉单位索力引起的第j批斜拉索索力变化量，aj,i为第i批斜拉索张拉单位索力引起的第j个控制项的变化量，n为斜拉索张拉总次数，m为控制项的数量；斜拉索主动调整索力引起的第二斜拉索索力变化量为ΔT＝CX，第二控制项变化量为Δy＝AX，其中，X为斜拉索主动调整索力值，X＝[x1…xm]T，xi为第i批斜拉索的主动调整索力值；根据ΔT＝CX和Δy＝AX，建立第二斜拉索索力变化量与第二控制项变化量之间的关系为Δy＝AX＝AC-1ΔT；根据斜第二拉索索力变化量与第二控制项变化量之间的关系、斜拉索初始索力值和控制项初始值，以及斜拉索目标索力值范围和控制项目标值范围，建立约束条件和优化函数，包括：根据斜拉索主动调整索力引起的第二斜拉索索力变化量、斜拉索初始索力值，以及斜拉索目标索力值范围，建立约束条件为：Ttar+ΔTl≤T0+ΔT≤Ttar+ΔTu，其中，Ttar为斜拉索目标索力值，ΔTu为偏离斜拉索目标索力值的上限，ΔTl为偏离斜拉索目标索力值的下限，ΔT为斜拉索索力变化量，T0为初始索力值；根据斜拉索主动调整索力引起的第二斜拉索索力变化量与第二控制项变化量之间的关系、控制项初始值，以及控制项目标值范围，建立约束条件为：ytar+Δyl≤y0+BΔT≤ytar+Δyu，建立的优化函数为其中，ytar为控制项目标值，Δyu为偏离控制项目标值的上限，Δyl为偏离控制项目标值的下限，w为控制项权重系数，p为范数，y0为控制项初始值，控制项影响矩阵B＝AC-1；根据约束条件和优化函数，确定斜拉索主动调整索力值，包括：根据Ttar+ΔTl≤T0+ΔT≤Ttar+ΔTu、ytar+Δyl≤y0+BΔT≤ytar+Δyu，求解满足约束条件的ΔT；根据X＝C-1ΔT，求解斜拉索主动调整索力值X。

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