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