非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑的施工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,涉及三角剛架施工工藝,尤其是一種非對(duì)稱三角剛架 主梁混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑的施工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知,在所有自然界圖形中三角形是最穩(wěn)定的,這一特性被廣大工程師所利 用,可以說,工程中三角形結(jié)構(gòu)無處不在,如V腿剛構(gòu)(V腿與主梁構(gòu)成三角形)、帶邊跨的中 承式拱橋(取消拱上立柱,主、邊拱肋與主梁構(gòu)成三角形)、部分梁拱組合橋等。然而,三角 形結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中存在一個(gè)普遍問題,就是當(dāng)三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形成后,對(duì)主梁施加預(yù)應(yīng) 力時(shí),由于斜腿的約束作用,預(yù)應(yīng)力不能有效地施加在主梁上。由結(jié)構(gòu)力學(xué)易知,若忽略軸 線變形,那么預(yù)應(yīng)力可以全部施加在主梁上,并對(duì)斜腿內(nèi)力無影響。但實(shí)際結(jié)構(gòu)中有時(shí)軸向 變形是不容忽略的,因此,當(dāng)主梁張拉預(yù)應(yīng)力時(shí),斜腿就會(huì)產(chǎn)生"約束"作用,抵消一部分荷 載,使得預(yù)應(yīng)力不能有效施加在主梁上。施工過程中,一般通過主梁分段澆筑,預(yù)應(yīng)力分段 張拉,然后通過接長器接長的方式來解決。然而,主梁分段施工一方面由于施工過程中兩邊 斜腿受力不平衡,施工安全風(fēng)險(xiǎn)大大增加;另一方面,增加施工步驟,工期延長,造價(jià)增加; 此外,形成施工縫,使三角剛架整體性相對(duì)變差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑 的施工工藝,該工藝在張拉主梁預(yù)應(yīng)力時(shí)考慮斜腿的約束作用,計(jì)算簡單、準(zhǔn)確、高效,可大 大降低施工安全風(fēng)險(xiǎn),節(jié)省時(shí)間,減少投入。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土實(shí) 現(xiàn)連續(xù)澆筑的施工工藝,利用對(duì)稱三角剛架,通過"二次拆二次合"快速準(zhǔn)確地計(jì)算出非對(duì) 稱三角剛架斜腿約束作用影響系數(shù),然后確定主梁預(yù)應(yīng)力超張拉量,在不超過預(yù)應(yīng)力鋼束 允許張拉控制應(yīng)力的前提下,通過超張拉工藝實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土的連續(xù)澆 筑,其中超張拉量ε與斜腿約束作用影響系數(shù)e的關(guān)系式為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑的施工工藝,其特征在于利用對(duì)稱三 角剛架,通過"二次拆二次合"快速準(zhǔn)確地計(jì)算出非對(duì)稱三角剛架斜腿約束作用影響系數(shù), 然后確定主梁預(yù)應(yīng)力超張拉量,在不超過預(yù)應(yīng)力鋼束允許張拉控制應(yīng)力的前提下,通過超 張拉工藝實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土的連續(xù)澆筑,其中超張拉量ε與斜腿約束作用 影響系數(shù)e的關(guān)系式為
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工工藝,其特征在于所述"二次拆二次合"確定斜腿約束作 用影響系數(shù)e的操作按照以下步驟進(jìn)行: 第一步,"拆"非對(duì)稱三角剛架為兩個(gè)對(duì)稱形,主梁的i、j、Ib保持不變,其中一個(gè)對(duì)稱 三角剛架斜腿均采用Ii1Im1 j、Ial且與水平線夾角為α,編號(hào)為第①個(gè),另一個(gè)三角剛架斜 腿均采用k2i、m 2j、Ia2且與水平線夾角為β,編號(hào)為第②個(gè); 第二步,根據(jù)靜力平衡及位移協(xié)調(diào)方程,利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,計(jì)算第①個(gè)三角剛架主 梁實(shí)際受到的壓力
,主梁與斜腿交點(diǎn)水平位移
;第②個(gè)三角剛架主梁實(shí)際受到的壓力
主梁與斜腿交點(diǎn)水平位移
第三步,計(jì)算斜腿水平抗推剛度,第①個(gè)三角剛架斜腿水平抗推剛度
:第② 個(gè)三角剛架斜腿水平抗推剛度
第四步,再將兩個(gè)對(duì)稱三角剛架"合"并為原非對(duì)稱三角剛架,根據(jù)兩邊斜腿水平抗推 剛度比確定水平位移比,設(shè)斜腿1與主梁交點(diǎn)水平位移為X,斜腿2與主梁交點(diǎn)水平位移為 y,那么x/y = t/s ;根據(jù)位移比找出主梁壓縮中心即主梁發(fā)生壓縮變形時(shí)位移不變點(diǎn),假定 斜腿1與主梁交點(diǎn)距壓縮中心距離為a,那么
斜腿2與主梁交點(diǎn)距壓 縮中心距離
第五步,再"拆"為兩個(gè)對(duì)稱形三角剛架,此時(shí)第①個(gè)三角剛架僅把長度改為2a,其他保 持不變;第②個(gè)三角剛架把長度改為2b,其他不變;根據(jù)以上的計(jì)算,分別求出此時(shí)第①個(gè) 三角剛架主梁實(shí)際受到的壓力
,第②個(gè)三 角剛架主梁實(shí)際受到的壓力
第六步,再將以上兩個(gè)對(duì)稱形三角剛架"合"并為原非對(duì)稱的三角剛架,那么當(dāng)該結(jié)構(gòu) 主梁受到大小相等方向相反的力F時(shí),主梁中實(shí)際存在壓力
從而得到該 非對(duì)稱三角剛架斜腿約束作用影響系數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的施工工藝,其特征在于當(dāng)以超張拉量ε張拉主梁預(yù)應(yīng)力鋼絞 線時(shí),兩個(gè)斜腿根部截面下緣拉應(yīng)力〇al、〇a2需在允許值內(nèi):
式中,wzl、wz2分別為斜腿①、②的抗彎截面模量;[。al]、[。J分別為斜腿①、②當(dāng)前狀 態(tài)下可允許出現(xiàn)的拉應(yīng)力限值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土實(shí)現(xiàn)連續(xù)澆筑的施工工藝。該工藝巧妙地利用對(duì)稱三角剛架,通過“二次拆二次合”快速準(zhǔn)確地計(jì)算出非對(duì)稱三角剛架斜腿約束作用影響系數(shù),然后確定主梁預(yù)應(yīng)力超張拉量,在不超過預(yù)應(yīng)力鋼束允許張拉控制應(yīng)力的前提下,通過超張拉工藝實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱三角剛架主梁混凝土的連續(xù)澆筑。本發(fā)明在張拉主梁預(yù)應(yīng)力時(shí)考慮斜腿的約束作用,因此,可大大降低施工安全風(fēng)險(xiǎn);另外,主梁的連續(xù)澆筑可縮短工期,減少投入;而且,由于不存在施工縫也有利于增加三角剛架整體性。其中,發(fā)明人獨(dú)創(chuàng)的三角剛架斜腿約束作用的量化計(jì)算方法簡單、準(zhǔn)確、高效。
【IPC分類】E01D21-00
【公開號(hào)】CN104674667
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410624467
【發(fā)明人】楊雨厚, 劉來君, 郝天之, 羅月靜, 邱波, 熊建平, 馬嫻, 周亭林
【申請(qǐng)人】廣西交通科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年11月7日