[發(fā)明專利]梁橋的主梁實際彎矩推算方法及梁橋承載能力評定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310148696.8
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN103246766A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 史玫

1.梁橋的主梁實際彎矩推算方法，該方法是對混凝土梁橋的主梁橫截面彎矩進行計算，其特征是，以該橫截面區(qū)域的平均實測裂縫高度為依據(jù)，從該橫截面的彎矩-裂縫高度圖中讀取該橫截面的彎矩；所述該橫截面區(qū)域為：順橋向，該橫截面前后0.5m的區(qū)域；所述該橫截面的彎矩-裂縫高度圖按下述方法作取：

設(shè)該橫截面為A截面：

步驟1，根據(jù)橋梁設(shè)計參數(shù)建立橋梁的A截面分析模型，并進行截面非線性全過程分析，得到各級荷載下的A截面的彎矩、曲率和形心應(yīng)變；

步驟2，分別求取每級荷載下A截面中的裂縫高度，其中一級荷載下A截面中的裂縫高度為y′_cr，且：

y'_cr＝(ε_c-γf_tk/E_c)/φ+y_c??（式1）

（式1）中：ε_c為該級荷載下A截面的形心應(yīng)變；γ為受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)；f_tk為橋梁所用混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值；E_c為橋梁所用混凝土彈性模量；φ為級荷載下A截面的曲率；y_c為開裂前A截面的形心軸距離梁底面的垂直距離；

之后，得到每級荷載下的A截面中的裂縫高度；

從而，結(jié)合步驟1中的相應(yīng)荷載下的A截面的彎矩可得到每級荷載下A截面的彎矩-裂縫高度；

步驟3，以各級荷載下的彎矩-裂縫高度作圖，得到該橫截面的彎矩-裂縫高度圖。

2.如權(quán)利要求1所述的梁橋的主梁實際彎矩推算方法，其特征是，所述步驟1中在進行截面非線性全過程分析時，逐級施加荷載為f₁,f₂,f₃,...,f_a,...,f_A；其中f₁=0，荷載f_a+1時A截面的曲率=荷載f_a時A截面的曲率+1/200是A截面的極限曲率，荷載f_A時A截面的曲率為A截面的極限曲率。

3.梁橋承載能力評定方法，其特征是，該方法是利用規(guī)范體系法對梁橋承載能力進行評定，特征是：利用公式γ₀S≤R(f_d,ξ_cα_dc,ξ_sα_ds)Z₁Z₃(1-ξ_e)判斷被評定梁橋是否需要進行荷載試驗，其中：

γ₀：結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)；

S：荷載效應(yīng)函數(shù)；

R(·)：抗力效應(yīng)函數(shù)；

f_d：材料強度設(shè)計值；

a_dc：構(gòu)件混凝土幾何參數(shù)值；

a_ds：構(gòu)件鋼筋幾何參數(shù)值；

Z₁：承載能力檢算系數(shù)；

ξ_e：承載能力惡化系數(shù)；

ξ_c：配筋混凝土結(jié)構(gòu)的截面折減系數(shù)；

ξ_s：鋼筋的截面折減系數(shù)；

檢算系數(shù)Z₃取值為：

當(dāng)被評價橋梁沒有裂縫時，檢算系數(shù)Z₃為1；

當(dāng)被評價橋梁有裂縫時，檢算系數(shù)Z₃計算方法如下：

首先，分別利用上述梁橋的主梁彎矩推算方法求取待評價橋梁各關(guān)鍵截面的實測彎矩，其中關(guān)鍵截面n的實測彎矩為M_實n，n＝1,2,3,…,N；N為待評價橋梁上關(guān)鍵截面的總個數(shù)；所述關(guān)鍵截面為待評價橋梁的被調(diào)查主梁跨中截面，并且該被調(diào)查主梁跨中截面區(qū)域有裂縫；所述主梁跨中截面區(qū)域為：順橋向，該主梁跨中截面前后0.5m的區(qū)域；

接著，分別利用有限元分析計算各關(guān)鍵截面的理論彎矩，其中關(guān)鍵截面n的理論彎矩為M_理n；

然后，求取待評價橋梁的承載力修正系數(shù)ξ：

ξ=ξ1+ξ2+···+ξn+···+ξNn]]>??(式2)，其中：

當(dāng)ξ≤0.5時，Z₃=1.30；

當(dāng)0.5＜ξ＜0.6時，Z₃＝1.8-ξ；

當(dāng)ξ＝0.6時，Z₃=1.20；

當(dāng)0.6＜ξ＜0.7時，Z₃＝1.5-0.5ξ；

當(dāng)ξ＝0.7時，Z₃=1.15；

當(dāng)0.7＜ξ＜0.8時，Z₃＝1.05-0.5ξ；

當(dāng)ξ＝0.8時，Z₃=1.05；

當(dāng)0.8＜ξ＜0.9時，Z₃＝1.45-0.5ξ

當(dāng)ξ＝0.9時，Z₃=1.00；

當(dāng)0.9＜ξ＜1.0時，Z₃＝1.45-0.5ξ；

當(dāng)ξ＝1.0時，Z₃=0.95；

當(dāng)1.0＜ξ＜1.1時，Z₃＝1.95-ξ；

當(dāng)ξ＝1.1時，Z₃=0.85；

當(dāng)1.1＜ξ＜1.2時，Z₃＝1.95-ξ；

當(dāng)ξ＝1.2時，Z₃=0.75；

當(dāng)1.2＜ξ＜1.3時，Z₃＝1.95-ξ；

當(dāng)ξ＝1.3時，Z₃=0.65；

當(dāng)1.3＜ξ＜1.4時，Z₃＝1.3-0.5ξ；

當(dāng)ξ＝1.4時，Z₃=0.60；

當(dāng)1.4＜ξ＜1.5時，Z₃＝1.3-0.5ξ；

當(dāng)ξ≥1.5時，Z₃=0.55；

利用公式γ₀S≤R(f_d,ξ_cα_dc,ξ_sα_ds)Z₁Z₃(1-ξ_e)判斷是否需要進行荷載試驗時：

當(dāng)γ₀S≤R(f_d,ξ_cα_dc,ξ_sα_ds)Z₁Z₃(1-ξ_e)時，無需進行荷載試驗；

當(dāng)γ₀S＞R(f_d,ξ_cα_dc,ξ_sα_ds)Z₁Z₃(1-ξ_e)時，需進行荷載試驗。