[发明专利]一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法

权利要求书

1.一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，其特征在于，包括：

a、模拟并确定构件参数；

b、生成有限元结构分析模型；

c、结构分析计算；

d、导出模型族(α)的计算结果；

e、导出模型族(n)的计算结果；

f、结构模型检验；

g、构件截面优化及承载力校核；

其中，所述a、模拟并确定构件参数，具体包括如下步骤：

步骤S1：根据设计资料，进行景观桥的初步建筑设计，考察设计地点是否适合使用斜塔式拉索景观桥，根据实际需求和景观效果确定该景观桥的桥端支点之间的距离，即桥的跨度l，并确定桥面弯曲的轴线y₁(x)；

步骤S2：根据桥面轴线与荷载，将桥面等效成普通直桥面，将桥面平面上的桥面轴线以及桥面上的荷载，向竖直面投影，桥面轴线在竖直面上的投影即等效桥面轴线为桥面平面与竖直面的交线，荷载的投影即等效荷载为q’(x)＝∫q(x)dy；

步骤S3：根据等效的桥面和桥面荷载，按普通斜拉桥计算桥塔的高度以及各索点位置h1、h2……hn。

2.根据权利要求1所述的一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，其特征在于：所述a、模拟并确定构件参数，具体还包括如下步骤：

步骤S4：假设拉索强度为无穷、拉索数目按步骤S3中等效桥设计相同取用，进行实际曲线桥面的设计，根据斜塔桥的静力平衡计算，得出斜塔的倾角范围[α₁,α₂]；

步骤S5：根据步骤S4中所述斜塔倾角范围，第一次设计分析时假定斜塔与水平面的倾角α为允许最大倾角α₂；

步骤S6：将桥面及斜塔按照水平投影长度平均分成n段，n的取值范围为[1,n₂]，其中，分段数目上限n₂由施工操作允许的最小间距及工程经验确定，第一次设计分析时假定n＝n₂；

步骤S7：根据步骤S6的分段方式，以每段桥面和斜塔同一水平面上的端点为拉索端点，确定拉索的根数。

3.根据权利要求2所述的一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，其特征在于：所述b、生成有限元结构分析模型，具体包括如下步骤：

步骤S8：根据步骤S2-S7中构件参数确定各构件端点的空间坐标，将各构件的空间位置、物理性质、截面属性、结构边界条件的信息编译为可供有限元分析软件识别的命令文件；

步骤S9：根据步骤S8记载有初步设计模型信息的命令文件，在有限元分析软件中读取所述命令文件，根据景观桥计算跨度l、弧形桥面轴线y₁(x)、斜塔倾角α及斜塔索点位置h1、h2……hn；

将弧形桥面及斜塔平均分为n段，连接各段端点确定拉索位置，读取构件截面信息、构件材料信息、结构边界条件内容，生成有限元结构分析模型，按照桥面均布人行荷载进行结构受力分析计算。

4.根据权利要求3所述的一种非对称斜塔式斜拉景观桥设计方法，其特征在于：所述c、结构分析计算，具体包括如下步骤：

步骤S10：根据步骤S1-S9，读取有限元分析软件中建立模型及分析过程的命令流，生成新的命令文件，其中主要控制参数为景观桥计算跨度l，弧形桥面平面内矢高f₁、斜塔索点高度h、斜塔水平面的倾角α、桥面及斜塔的水平分段数n；

当上述主要参数中，其中一个参数不同，而其余参数均相同时，称该系列模型为一个模型族，斜塔式斜拉景观桥的特征视作与函数F(l,f₁,h,α,n)相关。