(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 202211074047.3 (22)申请日 2022.09.02 (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　李松林　傅战工　 喻济昇　李帅帅　 (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 何伟 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑索力耦合效应的索力优化方法、 装 置及设备 (57)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。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115481474 A 2022.12.16 CN 115481474 A 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。 2.如权利要求1所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于： 所述的根据斜 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； 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； 根据约束条件和优化 函数， 确定斜拉索主动调整索力值。 3.如权利要求2所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于， 所述的基于单 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。 4.如权利要求3所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于， 所述的根据斜 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：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115481474 A 2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。 5.如权利要求4所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于， 所述的根据约 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。 6.如权利要求5所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于， 在求解ΔT时， 使得优化 函数f值最小， 求解满足约束条件的ΔT。 7.如权利要求6所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于， p取2， 采用最 小二乘法， 使得优化 函数f值最小。 8.如权利要求6所述的考虑索力耦合效应的索力优化方法， 其特征在于， 在求解ΔT时， 还可以增 加附加约束条件： ΔHl≤F(T0+ΔT)≤ΔHu 其中， F为每批斜拉索水平分力系数， ΔHu为两批斜拉索水平分力差值容许上限， ΔHl为 两批斜拉索水平分力差值 容许下限。 9.一种考虑 索力耦合效应的索力优化装置， 其特 征在于， 包括： 初始值计算模块， 其用于建立模拟实 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； 单位索力变化量计算模块， 其用于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； 目标值确定模块， 其用于确定斜拉索目标索力值范围以及控制项目标值范围； 主动调索值计算模块， 其用于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。 10.一种计算机设备， 其特征在于， 包括： 所述计算机设备包括处理器、 存储器、 以及存 储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序， 其中所述计算机程序被所述处理 器执行时， 实现如权利要求1至8中任一项所述 考虑索力耦合效应的索力优化方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115481474 A 3