本发明涉及桥梁工程,具体涉及一种多跨连续刚构桥顶推力计算方法及合龙顺序确定方法。
背景技术:
1、连续刚构桥作为一种山区公路常见桥型,具有跨越能力强、施工工艺成熟、减少支座设置、维护成本低、经济性好等优点,但连续刚构桥也存在一些缺陷需要克服。连续刚构桥合龙后预应力张拉、温度变化和收缩徐变等因素使得上部结构发生变形,由于墩梁固结,上部结构变形带动桥墩发生纵向位移,导致墩梁固结部位和墩底产生弯矩,容易发生开裂。为避免纵向位移带来的桥墩开裂问题,常在合龙时对两端结构施加顶推力,使得桥墩先发生反向位移,用于抵消成桥后因温度、收缩徐变等原因造成的纵向位移。
2、请参照图1和图2,无顶推力作用时成桥阶段两侧的桥墩会在跨中预应力作用下向中间偏移,发生收缩徐变后,会使受弯进一步加剧,导致桥墩底部受弯开裂。请参考图3,如果在合龙时施加顶推力,将两侧桥墩反向顶推一定距离,在成桥及收缩徐变后,请参考图4,则两侧桥墩的变形将会减小,从而减小了墩底受弯,避免开裂。
3、而目前的方案中,缺少关于连续刚构桥合龙顺序的确定方法,而对于多跨连续钢构桥顶推力的计算,如何选定合适的控制目标亦不甚明确,顶推力计算的精确度也较小。
技术实现思路
1、本申请要解决的技术问题是提供一种多跨连续刚构桥顶推力计算方法及合龙顺序确定方法,围绕特征能量函数最小求解顶推力,具有控制目标清晰,得到的顶推力更精确,可以更好地确定连续刚构桥合龙顺序的特点。
2、第一方面,一种实施例中提供一种多跨连续刚构桥顶推力计算方法,包括:
3、确定一组合龙顺序;
4、计算确定的合龙顺序下各个桥墩在各个合龙口的顶推力组合作用下,成桥状态的墩顶位移值;
5、计算确定的合龙顺序下各个桥墩在各个合龙口的顶推力组合作用下,成桥状态墩底截面的墩底应力差值;
6、确定各个合龙口的顶推力组合作用下,施工阶段各个桥墩控制截面不允许超过的允许应力值作为第一边界条件;
7、确定各个合龙口的顶推力组合作用下,成桥状态各个跨中不允许超过的允许挠度值作为第二边界条件;
8、基于所述墩底应力差值和所述墩顶位移值,构建特征能量函数作为目标函数,以特征能量函数最小为目标,以第一边界条件和第二边界条件为约束条件,进行迭代求解计算得到各个合龙口的顶推力组合。
9、第二方面,一种实施例中提供一种多跨连续刚构桥合龙顺序确定方法,包括:
10、确定多个可能的合龙顺序;
11、对于任意一个合龙顺序,基于上述任意一实施例所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法计算顶推力;
12、基于计算到的顶推力,确定最佳合龙顺序。
13、本发明的有益效果是:
14、由于基于确定成桥状态墩底截面的墩底应力差值及墩顶位移值,构建特征能量函数作为目标函数,以特征能量函数最小为目标,以允许应力值和允许挠度值的边界条件为约束条件,进行迭代求解计算得到各个合龙口的顶推力组合,使得可以得到更加精确的顶推力。
15、由于基于预设的几组可能的合龙顺序,按照上述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法计算出每组合龙顺序的顶推力组合,按照最小的顶推力得到最佳的合龙顺序,使得可以更好地确定连续刚构桥合龙顺序。
1.一种多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的计算确定的合龙顺序下各个桥墩在各个合龙口的顶推力组合作用下,成桥状态的墩顶位移值,包括:
3.如权利要求2所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的基于所述墩顶水平位移影响系数和墩顶水平位移,计算各个合龙口的顶推力作用下,成桥状态下的墩顶位移值,包括:
4.如权利要求1所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的计算确定的合龙顺序下各个桥墩在各个合龙口的顶推力组合作用下,成桥状态墩底截面的墩底应力差值,包括:
5.如权利要求4所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的基于第一应力和应力影响系数,计算各个合龙口的顶推力作用下,成桥状态下墩底截面四个角点的应力作为第二应力,包括:
6.如权利要求1所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的确定各个合龙口的顶推力组合作用下,施工阶段各个桥墩控制截面不允许超过的允许应力值作为第一边界条件,包括:
7.如权利要求6所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的基于所述允许拉应力和允许压应力,得到所述桥墩控制截面应力影响系数和桥墩控制截面应力应满足的第一边界条件关系,包括:
8.如权利要求1所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的确定各个合龙口的顶推力组合作用下,成桥状态各个跨中不允许超过的允许挠度值作为第二边界条件,包括:
9.如权利要求8所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的基于所述跨中允许挠度值,得到所述挠度影响系数和跨中挠度应满足的第二边界条件关系,包括:
10.如权利要求1所述的多跨连续刚构桥顶推力计算方法,其特征在于,所述的基于所述墩底应力差值和所述墩顶位移值,构建特征能量函数作为目标函数,包括:
11.一种多跨连续刚构桥合龙顺序确定方法,其特征在于,包括: