悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法技术

本发明专利技术提供一种悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法，属于桥梁施工技术领域。该方法通过建立桥梁合龙的有限元模型，在合龙段两侧桥梁的端部作用单位竖向力，计算端部和配重位置的竖向位移，得到相应的柔度系数，然后，根据柔度系数控制合龙段两侧抛高之差和合龙段两侧的配重重量，以及配重分级卸载的重量。本发明专利技术对合龙段两侧为柔度不对称桥梁情况下，进行合龙施工具有不可比拟的优越性。本方法使桥梁在合龙浇筑过程中，合龙段两侧桥梁的标高一直不变，从而有利于桥梁的线形控制，减少合龙段混凝土的应力。且本方法还具有计算简单，易于工程人员掌握等优点。

【技术实现步骤摘要】
悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法
本专利技术涉及桥梁施工
，特别是指一种悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法。
技术介绍
合龙是桥梁施工的关键环节，合龙过程中的线形控制是施工质量保证的关键因素，合理的配重方案能使桥梁在成桥状态线形更好，应力更小。关于桥梁合龙施工的配重，李定伦在《中外公路》2014，(3)：131-134中的《连续刚构桥中跨合龙配重效应分析》，公开了等重量、等弯矩、等位移配重3种配重方法。等重量、等弯矩配重仅考虑了桥梁的受力情况，对于柔度不对称桥梁，没有考虑到合龙段两侧桥梁在合龙段混凝土重力下变形的不一致性，从而引起成桥线形误差及较大的合龙段应力；等位移配重方法考虑浇筑合龙段混凝土时单侧合龙段端部的标高不发生变化，但没有考虑合龙段两侧桥梁柔度不对称情况下，在合龙前的标高控制及如何根据合龙段的混凝土重量分配两侧配重的重量，且没有给出配重卸载的控制方法。因此，在本领域中，对于合龙段两侧桥梁柔度不对称情况下，仍然需要一种两侧抛高控制、配重分配及配重卸载的控制方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法。该方法包括如下步骤：S1：在合龙前，通过有限元软件，建立合龙段两侧桥梁的有限元模型；S2：在合龙段两侧桥梁的端部分别施加单位竖向力，分别计算合龙段两侧桥梁端部和配重位置的竖向位移，得到相应的柔度系数；S3：根据S2中所得柔度系数，计算合龙前合龙段两侧桥梁抛高之差及合龙段两侧桥梁的配重重量；S4：在合龙段浇筑过程中，根据S2中所得柔度系数进行合龙段两侧配重的分级卸载。其中，S3的合龙段两侧桥梁抛高之差，是利用柔度系数，根据合龙段两侧桥梁合龙后的标高相同进行计算。S3的合龙段两侧桥梁配重，是利用柔度系数，根据合龙段两侧桥梁合龙后的标高相同进行计算。S4的分级卸载重量，保证合龙段两侧桥梁标高在浇筑过程中始终相同且保持不变。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：本方法使合龙段两侧桥梁的标高在合龙段混凝土浇筑过程中保持不变，从而使桥梁的线形在合龙前后是相同的，有利于桥梁的线形控制，同时减少了合龙段混凝土的应力。因此，本方法适用于各种柔度不对称桥梁悬臂法时的合龙段施工控制，计算简单，易于工程人员掌握。附图说明图1为本专利技术的悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法示意图；图2为本专利技术实施例桥梁合龙段施工示意图，图中单位为m；图3为本专利技术图2中的大样图，图中单位为m；图4为本专利技术实施例桥梁合龙前的有限元模型。其中：1-合龙段左侧桥梁、2-合龙段右侧桥梁、3-左侧配重、4-右侧配重、5-合龙段、6-左侧桥梁端部、7-右侧桥梁端部。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法。如图1所示，本方法中，合龙段左侧桥梁1和合龙段右侧桥梁2已施工情况下，在合龙段左侧桥梁1的C点施加左侧配重3，合龙段右侧桥梁2的D点施加右侧配重4；然后，进行合龙段5混凝土的浇筑，在合龙段5浇筑过程中，左侧配重3和右侧配重4逐步卸载。本专利技术中，配重重量和分级卸载的方法如下：合龙段5施工前，在左侧桥梁端部6的A点施加竖向单位力，得到A点和C点的竖向位移，即为柔度系数δAA和δCA；在右侧桥梁端部7的B点施加单位竖向力，得到B点和D点的竖向位移，即为柔度系数δBB和δDB。合龙段混凝土重量已知为G，合龙段两侧梁段各分担G/2的重量，根据柔度系数δAA、δBB可以求得在合龙段混凝土重力荷载作用下悬臂端A、B产生的竖向位移UAA、UBB及竖向位移差ΔAB分别为：ΔAB＝UAA-UBB(3)施加配重前控制合龙段两侧悬臂端A、B两点的抛高HA、HB满足:HA-HB＝ΔAB(4)为使施加配重后合龙段两侧悬臂端A、B两点在同一高度，且合龙段混凝土浇筑前后A点和B点的位置保持不变，则合龙段两侧设计配重的重量GC、GD分别为:在合龙段浇筑过程中，为使合龙段浇筑混凝土过程中合龙段两侧桥梁标高不变，则卸载重量应该满足:式中，ΔG为合龙段增加混凝土重量，ΔGC为C点配重卸载重量，ΔGD为D点配重卸载重量。为验证上述理论的正确性以及在桥梁悬臂法施工中的应用。以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。某变截面预应力混凝土连续梁桥，主桥长610m，主梁为(55+5×100+55)m预应力混凝土变截面连续箱梁，断面采用单箱三室断面，主桥箱梁顶板宽27.0m，底板宽19.5m，翼缘悬臂宽3.75m。桥梁合龙段施工示意图如图2所示，合龙段左侧桥梁1为单伸臂简支梁，合龙段右侧桥梁2为5跨单伸臂连续梁，合龙段5的大样图如图3所示。左侧配重3和右侧配重4距合龙段端部的距离为3m。建立合龙前有限元模型如图4所示，通过在左侧桥梁端部6的A点和右侧桥梁端部7的B点施加竖向单位力，计算得到A、B、C、D点的竖向位移，即为柔度系数：δAA＝2.25×10-8m/N，δCA＝1.83×10-8m/N，δBB＝4.02×10-8m/N，δDB＝3.34×10-8m/N。合龙段混凝土重量G＝1081680N，由式(1)、(2)、(3)可以得到在合龙段混凝土重力荷载作用下A、B产生的竖向位移UAA、UBB及竖向位移差ΔAB：即控制施加配重前悬臂端点B位置抛高比悬臂端点A位置抛高高出9.64mm。根据式(5)、(6)求得设计配重水箱的重量GC、GD为:合龙段浇筑混凝土的过程中，混凝土密度为2450kg/m3,每浇筑1m3混凝土，即ΔG＝24500N时，由公式(7)、(8)可以得到C、D配重的卸载重量ΔGC、ΔGD分别为：以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：在合龙前，通过有限元软件，建立合龙段两侧桥梁的有限元模型；S2：在合龙段两侧桥梁的端部分别施加单位竖向力，分别计算合龙段两侧桥梁端部和配重位置的竖向位移，得到相应的柔度系数；S3：根据S2中所得柔度系数，计算合龙前合龙段两侧桥梁抛高之差及合龙段两侧桥梁的配重重量；S4：在合龙段浇筑过程中，根据S2中所得柔度系数进行合龙段两侧配重的分级卸载。

【技术特征摘要】
1.一种悬臂法施工时合龙段两侧桥梁柔度不对称下的配重方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：在合龙前，通过有限元软件，建立合龙段两侧桥梁的有限元模型；S2：在合龙段两侧桥梁的端部分别施加单位竖向力，分别计算合龙段两侧桥梁端部和配重位置的竖向位移，得到相应的柔度系数；S3：根据S2中所得柔度系数，计算合龙前合龙段两侧桥梁抛高之差及合龙段两侧桥梁的配重重量；S4：在合龙段浇筑过程中，根据S2中所得柔度系数进行合龙段两侧配重的分级卸载。2.根据权利要求1所述的悬臂法施工时合龙段两...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘旦光，付相球，程业，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11