(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 202210657809.6 (22)申请日 2022.06.10 (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 万田保　汪威　杨光武　刘杰　 王东绪　刘科峰　邹敏勇　郑亚鹏　 (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) E01D 11/02(2006.01) E01D 19/14(2006.01) (54)发明名称 一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设 计方法 (57)摘要 本发明公开了一种悬索桥主缆预应力锚固 系统参数化设计方法， 涉及桥梁工程领域， 包括 构建锚固系统设计参数化信息库， 并进行锚体结 构参数化图形的建立， 以及 进行单根主缆索 股的 平弯角度和竖弯角度的求解； 基于主缆索股的锚 固型式， 对主缆索股进行分组， 并进行不同索股 锚固类型的预应力钢绞线入射角度求解； 进行预 应力锚固系统锚体内空间曲线的设计， 以及进行 前、 后锚面槽口参数化的设计， 提取预应力锚索 的设计信息和设计图纸。 本发明能够有效提升设 计人员的工作效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115186330 A 2022.10.14 CN 115186330 A 1.一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特 征在于， 具体包括以下步骤： 构建锚固系统设计参数化信息库， 并进行锚体结构参数化图形的建立， 以及进行单根 主缆索股的平 弯角度和竖弯角度的求 解； 基于主缆索股 的锚固型式， 对主缆索股进行分组， 并进行不同索股锚固类型的预应力 钢绞线入射角度求 解； 进行预应力锚固系统锚体 内空间曲线的设计， 以及进行前、 后锚面槽口参数化的设计， 提取预应力锚索的设计信息和设计图纸。 2.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特 征在于： 所述锚固系统设计参数化信息库包括主缆索股 组成、 单根索股断面、 索股排列、 散索长 度、 前锚面布置、 锚固系统锚固长度和锚体结构参数； 所述主缆索股组成包括主缆的横向排列信息、 主缆的竖向排列信息和主缆 直径； 所述单根索股断面包括单根索股主缆钢丝排列信息、 钢丝直径和单根索股直径； 所述前锚面布置包括锚固单 元的行、 列布置， 以及锚固单 元的横向间距和竖向间距； 所述锚体结构参数为确定锚体结构所需要的最少结构参数， 且不同锚体构造形式对应 的锚体结构参数不同。 3.如权利要求2所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特征在于， 所述进行锚体结构参数化图形的建立， 具体为： 基于锚固系统设计参数化信息库的锚体结构参数， 采用Rhino  Grasshooper软件的可 视化编程方法建立锚体结构参数化图形。 4.如权利要求2所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特征在于， 所述进行 单根主缆索股的平 弯角度和竖弯角度的求 解， 具体为： 基于锚固系统设计参数化信息库， 结合单根索股断面、 索股排列和散索长度信 息， 确定 单根主缆索股的平 弯角度和竖弯角度。 5.如权利要求 4所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特 征在于： 所述单根主缆索股的平 弯角度和竖弯角度为在锚固系统局部坐标系中的角度； 所述锚固系统局部坐标系的原点为散索鞍IP点， X轴为由由坐标原点射向前锚面并与 前锚面垂直， Y轴为 桥梁横桥向方向， Z轴为结合X轴和Y轴通过右手法则决定 。 6.如权利要求2所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特征在于， 所述基于主缆索股的锚固型式， 对主缆索股进行分组， 并进行不同索股锚固类型 的预应力 钢绞线入射角度求 解， 具体为： 基于主缆索股 的锚固型式， 将主缆索股分为单索股锚固类型组和双索股锚固类型组， 并进行单索股锚固类型预应力钢绞线入射角度和双索股锚固类型预应力钢绞线入射角度 的求解。 7.如权利要求6所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特 征在于： 所述预应力钢绞线与其连接的单束锚杆或双束锚杆一 一对应； 根据与单束锚杆连接的单索股的角度确定单索股锚固类型预应力钢绞线入射角度， 根 据与双束锚杆 连接的双 索股的角度确定确定双 索股锚固类型 预应力钢绞线入射角度； 与单束锚杆连接的单索股锚固类型预应力钢绞线入射角度和单索股的散索角度相同， 与双束锚杆连接的双索股锚固类型预应力钢绞线入射角度等于双索股两根索股的平均角权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115186330 A 2度。 8.如权利要求7所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特征在于， 所述进行 预应力锚固系统锚体内空间曲线的设计， 具体步骤 包括： 确定预应力钢束的弯曲模式， 所述弯曲模式包括平 弯模式、 竖弯模式和直线散索模式； 将单索股锚固类型预应力钢绞线和双索股锚固类型预应力钢绞线在锚固系统局部坐 标系中的入射角度， 转换为锚固系统局部坐标系中的单位向量； 确定前锚面名义锚点中心K点至预应力钢绞线空间曲线的交点JD点的距离； 将前锚面名义锚点中心K点沿单位向量方向投影至后锚面， 并基于预应力钢束的弯曲 模式， 相应得到预应力钢束在后锚面的名义锚固点 坐标； 当预应力钢 束的弯曲模式为平弯模式或竖弯模式时， 设置预应力钢 束的平弯或竖弯半 径， 每根预应力钢绞线在预设平面内， 以设置的半径长度进行倒圆弧， 形成预应力空间线 形， 所述预设平面由前锚面名义锚点中心、 前锚面名义锚点中心至预应力钢绞线空间曲线 的交点JD点和预应力钢束在后锚面的名义锚固点 三点确定； 计算得到圆弧起 点N点和圆弧终点M点 坐标。 9.如权利要求8所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特征在于， 所述进行 前、 后锚面槽口参数化的设计， 具体步骤 包括： 确定前锚面预应力钢绞线名义锚固点中心K点至实际锚固点 Q点的距离L1； 确定后锚面预应力钢绞线名义锚固点中心H点至实际锚固点 I点的距离L2； 根据距离L1、 距离L2、 H点坐 标、 K点坐标、 向量 和向量 求解得到前锚面槽口中心 点坐标和后锚面槽口中心点 坐标； 基于槽口底面正方形尺寸， 建立槽口三维结构， 其中， 槽口三维结构的四个侧面均与槽 口底面呈13 5°夹角， 底面的四个角点 为四个侧面所在平面与后锚面底面所在平面的交点。 10.如权利要求9所述的一种悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法， 其特征在 于： 所述设计信息包括预应力锚索的坐标、 角度、 长度， 以及槽口中心坐标， 且所述设计信 息通过矩阵存 储， 且所述设计信息写入Excel文件； 通过Rhino  Grasshooper软件中的图形烘焙功能， 将预应力锚固系统锚体内空间曲线 的设计和前、 后锚面槽口参数化的设计中的三维几何数据生成CAD图纸； 所述悬索桥主缆预应力锚固系统参数化设计方法基于Rhi no Grasshooper软件进行。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115186330 A 3