[發明專利]一種體內外混合配束變截面連續梁橋下撓處治的優化方法

有效

• 申請號: 201811098137.X
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109492246B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 黃學文;張建仁;彭暉;曹小祥;鄧繼華
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;E01D2/04;E01D22/00;E01D101/28
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

本發明公開了一種體內外混合配束變截面連續梁橋下撓處治的優化方法，其包括：步驟S1、建立體內?體外混合配束變截面連續梁橋有限元模型；根據連續梁橋的各項參數以及界面的布置形式，利用有限元分析軟件ANSYS建立體內?體外配束變截面連續梁橋空間有限元模型，計算分析橋梁成橋后的性能與參數分析；步驟S2、連續梁橋下撓行為影響因素及混合配束處治參數分析；步驟S3、體內體外混合配束連續剛構橋的優化。本發明具有原理簡單、計算準確、效果明顯、具有良好應用價值等優點。

技術領域

本發明主要涉及到橋梁優化領域，特指一種體內外混合配束變截面連續梁橋下撓處治的優化方法。

背景技術

目前，國內外大跨徑預應力混凝土連續梁(剛構)橋的主要病害包括：主跨下撓會引起橋面線形不平順，且引起箱梁裂縫加寬加長以及新生裂縫不斷出現，從而導致結構剛度的降低，剛度降低又會進一步促使主跨的下撓。梁體開裂與主跨下撓互相影響，形成惡性循環。盡管在橋梁主梁施工控制過程中通常采用增大成橋預拱度和合龍頂推等措施，但是這些方法僅能改善主梁線形，卻無法從本質上解決主跨持續下撓的問題。

根據資料調查發現，出現嚴重下撓開裂病害的預應力混凝土連續剛構橋中多數采用的是體內預應力技術，而對于采用體內‐體外混合配束的混凝土梁橋卻鮮有出現下撓開裂等病害的報道。這是因為采用體內‐體外混合配束的方式一方面可補張拉或更換體外束來補償體內束的預應力長期損失，也可調整體外束的線形來控制橋梁的受力狀態，同時易保證混凝土澆筑質量；另一方面利用體內束彌補體外束的極限承載力低、附加構造復雜等一些不足之處，從而結合兩種預應力體系各自的優點，對抑制混凝土梁橋下撓開裂病害的出現與發展具有積極的效果。

體內‐體外混合配束具有良好的技術合理性、耐久性和經濟性，該類技術在世界范圍內正逐步得到應用與發展，在我國也正逐漸興起。如重慶新灘綦江大橋右幅(75+130+75)m連續剛構、蘇通長江大橋深水區75m跨徑引橋、上海長江大橋引橋、廈門BRT高架橋和在建的南京長江第四大橋引橋等工程均采用了此種混合配束的預應力體系。

但由于體外預應力體系在我國的應用起步時間較晚，與體內預應力技術在工程中的廣泛應用相比，我國針對體內-體外混合配束懸澆變截面連續剛構橋設計方法開展的研究還較少，針對此類橋梁的設計也還未形成相應的規范。在實橋的設計與施工過程中，經常需要參考國外的相關規范。隨著經濟的發展，公路橋梁的建設必將繼續快速發展，大跨度懸澆預應力混凝土連續剛構橋在50～150m跨度范圍內仍將是主力橋型。目前懸澆變截面混凝土連續剛構橋的設計，還是以體內預應力體系為主，下撓開裂等質量通病仍是亟待解決的問題。因此，進行大跨度變截面連續剛構橋體內-體外混合配束設計方法的研究，對于更好地指導工程實踐、提高我國混凝土橋梁的建設質量具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、計算準確、效果明顯、具有良好應用價值的體內外混合配束變截面連續梁橋下撓處治的優化方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種體內外混合配束變截面連續梁橋下撓處治的優化方法，其包括：

步驟S1、建立體內-體外混合配束變截面連續梁橋有限元模型；

根據連續梁橋的各項參數以及界面的布置形式，利用有限元分析軟件ANSYS建立體內-體外配束變截面連續梁橋空間有限元模型，計算分析橋梁成橋后的性能與參數分析；

步驟S2、連續梁橋下撓行為影響因素及混合配束處治參數分析；

利用上述步驟S1中所述ANSYS建立的有限元模型，從不同工況角度出發，運用有限元軟件的徐變準則并考慮預應力筋的預應力損失，計算體內‐體外配束懸澆變截面連續梁橋服役一定年限后的主梁豎向位移和關鍵截面應力；

步驟S3、體內體外混合配束連續剛構橋的優化；