本發(fā)明涉及鋼混雙層轉(zhuǎn)體橋梁，具體地說，涉及一種桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法、裝置及計算機程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、鋼混雙層轉(zhuǎn)體橋梁與傳統(tǒng)雙層鋼桁梁相比，下層混凝土結(jié)構(gòu)代替鋼下弦桿和正交異性鋼橋面板，一是符合轉(zhuǎn)體施工過程中的受力狀態(tài)，充分發(fā)揮了混凝土抗壓性能好的優(yōu)勢，避免在支點附近下層鋼結(jié)構(gòu)加大板厚，節(jié)省了鋼材；二是下層混凝土梁維護工作量少，滿足對結(jié)構(gòu)耐久性好及后期養(yǎng)護維修工作量少的要求。鋼混雙層轉(zhuǎn)體橋梁的技術(shù)難點體現(xiàn)在：空間性強，受力復(fù)雜；體系轉(zhuǎn)換多，在轉(zhuǎn)體期間結(jié)構(gòu)為t?構(gòu)，成橋后為連續(xù)梁體系；鋼混節(jié)點受力復(fù)雜、鋼結(jié)構(gòu)定位精度要求嚴格、混凝土灌注質(zhì)量要求高。

2、雖然轉(zhuǎn)體施工工藝越來越成熟，但是橋梁轉(zhuǎn)體施工過程中不可避免地會有預(yù)拱度設(shè)置不合理的問題?，F(xiàn)行帶豎桿華倫式桁架橋梁工程預(yù)拱度設(shè)置是依靠幾何電算法通過多次試算、迭代得到，費時費力且所給出的桿件制造長度調(diào)整數(shù)量多，制約工廠加工制造效率和廠內(nèi)預(yù)拼精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決大跨鋼桁梁廠制預(yù)拱度計算復(fù)雜和安裝線形不易控制難題，本發(fā)明提供了一種桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法、裝置及計算機程序產(chǎn)品，其能夠精確計算桁架節(jié)點坐標，快速得到各桿件伸縮量和制造長度。

2、根據(jù)本發(fā)明的一種用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其中，帶豎桿華倫式桁架包括連續(xù)設(shè)置的多個主控三角形，主控三角形包括位于底邊的下弦桿、位于腰邊的左斜腹桿和右斜腹桿以及位于底邊的高處的小節(jié)點直腹桿；主控三角形的左頂點和右頂點均為大節(jié)點，主控三角形的下弦桿與小節(jié)點直腹桿的交點為小節(jié)點；相鄰主控三角形的上頂點間具有上弦桿，大節(jié)點處垂直于上弦桿地設(shè)有大節(jié)點直腹桿；

3、其包括：

4、構(gòu)建初始帶豎桿華倫式桁架；

5、自大節(jié)點中選取選定起拱原點，自起拱原點對位于起拱原點同側(cè)的主控三角形進行依次旋轉(zhuǎn)，獲取調(diào)整后大節(jié)點的坐標及上頂點的坐標；其中，主控三角形在進行旋轉(zhuǎn)時，以近起拱原點側(cè)的大節(jié)點為旋轉(zhuǎn)中心，保持遠起拱原點側(cè)的大節(jié)點在高度方向的偏移值達到對應(yīng)預(yù)拱度；

6、基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標；

7、基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及小節(jié)點對應(yīng)的預(yù)拱度，獲取調(diào)整后小節(jié)點的坐標；

8、基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標、上頂點的坐標、大節(jié)點直腹桿的上端坐標及小節(jié)點的坐標，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度。

9、作為優(yōu)選，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標，包括：

10、對于中間大節(jié)點，以對應(yīng)大節(jié)點處相鄰的右斜腹桿和左斜腹桿所形成夾角的角平分線，與對應(yīng)大節(jié)點處的相鄰的上頂點的連線，的交點作為調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標；其中，中間大節(jié)點為除了起始大節(jié)點和結(jié)尾大節(jié)點之外的大節(jié)點。

11、作為優(yōu)選，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標，包括：

12、對于起始大節(jié)點，將起始大節(jié)點的縱坐標加入等于初始帶豎桿華倫式桁架中的大節(jié)點直腹桿長度的偏移量，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標；其中，起始大節(jié)點為起拱原點所在的大節(jié)點。

13、作為優(yōu)選，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標，包括：

14、對于結(jié)尾大節(jié)點，將結(jié)尾大節(jié)點的坐標沿結(jié)尾大節(jié)點所在主控三角形的小節(jié)點直腹桿延伸方向，向上偏移等于結(jié)尾大節(jié)點所在主控三角形的小節(jié)點直腹桿的長度的偏移量，取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標；其中，結(jié)尾大節(jié)點為最遠離起拱原點側(cè)的大節(jié)點。

15、作為優(yōu)選，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及小節(jié)點對應(yīng)的預(yù)拱度，獲取調(diào)整后小節(jié)點的坐標，包括：

16、基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標，獲取調(diào)整后小節(jié)點的初始坐標；

17、以小節(jié)點對應(yīng)的預(yù)拱度替換小節(jié)點的初始坐標中的縱坐標，獲取調(diào)整后小節(jié)點的坐標。

18、作為優(yōu)選，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標、上頂點的坐標、大節(jié)點直腹桿的上端坐標及小節(jié)點的坐標，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度，包括：

19、基于相鄰的調(diào)整后大節(jié)點的坐標及小節(jié)點的坐標，獲取對應(yīng)下弦桿的調(diào)整后長度；

20、基于相鄰的調(diào)整后大節(jié)點的坐標及上頂點的坐標，獲取對應(yīng)左斜腹桿及右斜腹桿的調(diào)整后長度；

21、基于相鄰的調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標及上頂點的坐標，獲取對應(yīng)上弦桿的調(diào)整后長度；

22、基于相鄰的調(diào)整后上頂點的坐標及小節(jié)點的坐標，獲取對應(yīng)小節(jié)點直腹桿的調(diào)整后長度；

23、基于相鄰的調(diào)整后大節(jié)點的坐標及大節(jié)點直腹桿的上端坐標，獲取對應(yīng)大節(jié)點直腹桿的調(diào)整后長度。

24、作為優(yōu)選，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標、上頂點的坐標、大節(jié)點直腹桿的上端坐標及小節(jié)點的坐標，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度，包括：

25、基于下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整后長度與在初始帶豎桿華倫式桁架中的長度，獲取對應(yīng)下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的的調(diào)整值。

26、此外，本發(fā)明還提供了一種用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建裝置，其包括：

27、采集單元，用于采集初始帶豎桿華倫式桁架的尺寸參數(shù)、起拱原點信息及預(yù)拱度信息；

28、計算單元，用于基于初始帶豎桿華倫式桁架的尺寸參數(shù)、起拱原點信息及預(yù)拱度信息，采用任一上述的方法，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度；以及

29、輸出單元，用于輸出下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度。

30、作為優(yōu)選，計算單元包括坐標計算單元及長度計算單元。

31、此外，本發(fā)明還提供了一種計算機程序產(chǎn)品，其包括計算機程序，所述計算機程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)任一項上述的方法。

32、本發(fā)明具有如下有益效果：

33、本發(fā)明在幾何起拱法的基礎(chǔ)上，能夠通過調(diào)整后的各個節(jié)點的節(jié)點坐標數(shù)據(jù)，獲取各個節(jié)點間桿件的長度，從而使小節(jié)點也能夠達到理論預(yù)拱度的位置，實現(xiàn)了小節(jié)點的理論預(yù)拱度的設(shè)置；

34、本發(fā)明所提出的方法，能夠較佳第適用于華倫式桁架、間隔布置豎桿華倫式桁架和帶豎桿華倫式桁架，具有較強的通用性；相較于例如幾何電算數(shù)值等常規(guī)計算方法，該方法適用自編excel算法或其它程序，計算簡便且精度較高。

技術(shù)特征：

1.用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，帶豎桿華倫式桁架包括連續(xù)設(shè)置的多個主控三角形，主控三角形包括位于底邊的下弦桿、位于腰邊的左斜腹桿和右斜腹桿以及位于底邊的高處的小節(jié)點直腹桿；主控三角形的左頂點和右頂點均為大節(jié)點，主控三角形的下弦桿與小節(jié)點直腹桿的交點為小節(jié)點；相鄰主控三角形的上頂點間具有上弦桿，大節(jié)點處垂直于上弦桿地設(shè)有大節(jié)點直腹桿；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其特征在于，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其特征在于，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其特征在于，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其特征在于，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及小節(jié)點對應(yīng)的預(yù)拱度，獲取調(diào)整后小節(jié)點的坐標，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其特征在于，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標、上頂點的坐標、大節(jié)點直腹桿的上端坐標及小節(jié)點的坐標，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法，其特征在于，所述基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標、上頂點的坐標、大節(jié)點直腹桿的上端坐標及小節(jié)點的坐標，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度，包括：

8.用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于帶豎桿華倫式桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建裝置，其特征在于，計算單元包括坐標計算單元及長度計算單元。

10.一種計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，包括計算機程序，所述計算機程序在被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鋼混雙層轉(zhuǎn)體橋梁技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種桁架的廠制預(yù)拱度構(gòu)建方法、裝置及計算機程序產(chǎn)品。該方法包括：構(gòu)建初始帶豎桿華倫式桁架；自大節(jié)點中選取選定起拱原點，自起拱原點對位于起拱原點同側(cè)的主控三角形進行依次旋轉(zhuǎn)，獲取調(diào)整后大節(jié)點的坐標及上頂點的坐標；基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及調(diào)整后上頂點的坐標，獲取調(diào)整后大節(jié)點直腹桿的上端坐標；基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標及小節(jié)點對應(yīng)的預(yù)拱度，獲取調(diào)整后小節(jié)點的坐標；基于調(diào)整后大節(jié)點的坐標、上頂點的坐標、大節(jié)點直腹桿的上端坐標及小節(jié)點的坐標，獲取下弦桿、左斜腹桿、右斜腹桿、上弦桿、小節(jié)點直腹桿及大節(jié)點直腹桿的調(diào)整值及調(diào)整后長度。本發(fā)明具有精度高且計算簡潔的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：陳春,田猛,陳輝,鄭茜,孟耀通,楊學臻,丁沖,李泉鑫,任國柱,沈順志
受保護的技術(shù)使用者：中鐵十局集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15