(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 202210947010.0 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 地址 430056 湖北省武汉市经济技 术开发 区 （沌口） 博学路8号 (72)发明人 何东升　肖海珠　黄玲　傅战工　 潘韬　刘俊锋　邱远喜　 (74)专利代理 机构 武汉智权专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42225 专利代理师 马丽娜 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计 算方法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种斜拉悬索协作体系桥主缆 截面积的计算方法及装置， 其特征在于， 其包括 步骤： 将斜拉悬索协作体系桥的主缆看作分段抛 物线并根据分段抛物线的弹性理论计算主缆水 平分力； 对主缆理论顶点应用力矩平衡方程并结 合所述主缆水平分力确定主缆最大拉力； 根据主 缆内最大拉力不大于主缆承载力的原则确定主 缆最小截面积。 可有效简化主缆截面积计算工 作。 权利要求书4页 说明书9页 附图2页 CN 115374557 A 2022.11.22 CN 115374557 A 1.一种斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算方法， 其特 征在于， 其包括 步骤： 将斜拉悬索协作体系桥的主缆看作分段抛物线并根据分段抛物线的弹性理论计算主 缆水平分力； 对主缆理论顶点应用力矩 平衡方程并结合所述主缆水平分力确定主缆 最大拉力； 根据主缆内最大拉力不大于主缆承载力的原则确定主缆 最小截面积。 2.如权利要求1所述的斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算方法， 其特征在于， 所述 将斜拉悬索协作体系桥的主缆看作分段抛物线并根据分段抛物线的弹性理论计算主缆水 平分力， 包括 步骤： 将两塔顶主缆理论交点连线的中点作为原点O建立坐标系xy， 且x轴沿纵桥向设置， y轴 沿竖桥向设置； 在主跨中间处将主缆分成左右两段， 针对其中的右段， 确定跨中主缆处拉力方向与x轴 的夹角以及跨中主缆处拉力对主缆右理论顶点的力矩方程； 根据所述跨中主缆处拉力方向与x轴的夹角与 所述跨中主缆处拉力对主缆右 理论顶点 的力矩方程计算所述主缆水平分力； 所述跨中主缆处拉力方向与x轴的夹角根据第一公式确定， 所述第一公式包括： 其中， α 为待求夹角， L 为主跨跨度， C为两侧主塔处主缆端点高差； 所述跨中主缆处拉力对主缆右理论顶点 的力矩方程为： ‑Tmid·fcosα＝‑Hf， 其中， Tmid 为跨中主缆处拉力， f为主跨主缆的矢高， H为主缆水平分力。 3.如权利要求2所述的斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算方法， 其特征在于， 所述 根据所述跨中主缆处拉力方向与x轴的夹角与所述跨中主缆处拉力对主缆右理论顶点的力 矩方程计算所述主缆水平分力， 包括 步骤： 基于第二公式计算所述主缆水平分力， 所述第二公式为： 其中， qd为主缆自身荷载集度， q1为纯悬吊段内作用于主缆的恒载集度， q2为交叉段内作用于 主缆的恒载集度， p为主跨活载集度， S为主跨活载集度关于 跨中对称 布置时的作用长度， Lxd 为纯悬吊段长度， Ljc为交叉段长度， Lxl为斜拉段长度。 4.如权利要求3所述的斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算方法， 其特征在于， 所述 对主缆理论顶点应用力矩平衡方程并结合所述主缆水平分力确定主缆最大拉力， 包括步 骤： 根据第三公式确定主缆在最高点处的竖向分力； 基于所述竖向分力和所述主缆水平分力计算所述主缆 最大拉力； 所述第三公式为： 其中， Vmax为所述竖向分力； 所述主缆 最大拉力根据第四公式确定， 所述第四公式为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115374557 A 2其中， T为所述主缆 最大拉力。 5.如权利要求4所述的斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算方法， 其特征在于， 所述 根据主缆内最大拉力不大于主缆承载力的原则确定主缆 最小截面积， 包括 步骤： 根据第五 公式确定所述主缆 最小截面积， 所述第五 公式包括： c＝t12+t22， 其中， a、 b、 c、 t1、 t2为中间量， γcb为主缆等效容重， [σ ] 为主缆容许应力。 6.如权利要求5所述的斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算方法， 其特征在于， 若主 缆为空间主缆， 则所述第五 公式中a和t2根据第六公式确定， 所述第六公式包括： 其中， θ 为主缆的横立面倾角， (yb,zb)为跨中吊索梁上锚 点坐标， (yt,zt)为主缆两个理论顶点 连线中点的坐标。 7.一种斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算装置， 其特 征在于， 其包括： 主缆水平分力计算模块， 其用于将斜拉悬索协作体系桥的主缆看作分段抛物线 并根据 分段抛物线的弹性理论计算主缆水平分力； 主缆最大拉力计算模块， 其用于对主缆理论顶点应用力矩平衡方程并结合所述主缆水 平分力确定主缆 最大拉力； 主缆最小截面积计算模块， 其用于根据主缆内最大拉力不大于主缆承载力的原则确定 主缆最小截面积。 8.如权利要求7所述的斜拉悬索协作体系桥主缆截面积的计算装置， 其特征在于， 所述 主缆水平分力计算模块， 还用于： 将两塔顶主缆理论交点连线的中点作为原点O建立坐标系xy， 且x轴沿纵桥向设置， y轴 沿竖桥向设置； 在主跨中间处将主缆分成左右两段， 针对其中的右段， 确定跨中主缆处拉力方向与x轴权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115374557 A 3