一种桥梁跨越式预应力承台支撑的简化模拟方法技术

一种桥梁预应力承台支撑的简化模拟方法，在模拟跨越式基础承台支撑时，将基础简化为二维模型，横桥向每排桩等代为一桩，桩顶通过抗推刚度为k

Simplified simulation method for bridge span type prestressed bearing platform support

A simplified simulation method for the support of a prestressed bridge pier. When simulating the support of a spanning type foundation cap, the foundation is simplified into a two-dimensional model, and the bridge is replaced by a pile of each row of piles, and the top of the pile is pushed by the rigidity of K

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁跨越式预应力承台支撑的简化模拟方法
本专利技术涉及一种桥梁跨越式预应力承台支撑的简化模拟方法。
技术介绍
在现代城市中，地铁、大型地下管以及地下道路等设施占据大部分城市地下空间。由此，一些桥梁基础需要跨越这些大型地下障碍物。为解决该类问题，在桥梁设计中，通常采用在承台中施加预应力的方法来提高基础的跨越能力。对于此类预应力承台支撑的模拟，需要深入研究。传统的模拟方法为土弹簧模型法，该方法将桩分成3-5m一段的桩单元，对应单元桩侧土简化为土弹簧,将土对桩单元非均匀分布的弹性抗力简化为弹簧支撑。弹簧模型虽然有一些优点，但是由于桩基础建模极为复杂，单元数量众多，计算速度极慢，很难满足现在工程设计需求。
技术实现思路
针对上述一些问题，本专利技术提出了一种桥梁预应力承台支撑的简化模拟方法，该模拟方法应用于模拟跨越式基础中承台支撑,具有建模简单、计算速度快的优点。如上构思，本专利技术的技术方案是：一种桥梁预应力承台支撑的简化模拟方法，其特征在于：在模拟跨越式基础承台支撑时，将基础简化为二维模型，横桥向每排桩等代为一桩，桩顶通过抗推刚度为kw1、kw2、kw3的三个弹簧与承台底部连接，以传递水平力、竖向力以及扭转；计算时，采用“m”法求解基础刚度系数γcc、γaa、γab、γba、γbb、γbc、γcb，其中γcc为承台产生竖向单位位移，承台底竖向反力之和；γaa为承台产生水平单位位移，承台底水平反力之和；γab＝γba为承台产生单位转角，承台底水平反力或承台产生水平单位位移，承台底反弯矩；γbb为承台产生单位转角承台底反弯矩；γbc＝γcb承台产生单位转角，承台底竖向反力或承台产生竖向单位位移，承台底反弯矩；最后将基础刚度系数导入通用桥梁计算软件，求解承台的各项力学指标。本专利技术将桩与承台的连接简化为弹簧连接，在可以较准确模拟基础受力状态的前提下，适用性更强、计算模型相对简单、对计算规模不会产生相对影响，符合设计需求。本专利技术的计算方法基于现行规范，计算结果(即基础刚度系数)可以直接代入通用桥梁分析软件，用于承台验算。附图说明图1是一种跨越式基础中承台支撑的简化模拟方法原始结构简图；图2是本专利技术的模拟模型图。图中：1——承台；2——桩；3——障碍物；4——等代水平弹簧5——等代竖向弹簧；6——等代抗扭转弹簧。具体实施方式下面结合附图及工程实例具体对本专利技术作进一步的详细的描述。该桥梁预应力承台支撑的一种简化模拟方法，在模拟跨越式基础时，将基础简化为二维模型，横桥向每排桩等代为一桩，该桩与承台等代为依靠抗推刚度为kw1、kw2、kw3的三个弹簧④、⑤、⑥连接，分别承担承台传递的上部水平力、竖向力以及扭转。依据“m”法，计算得到ρPP、ρHH、ρMH、ρHM、ρMM，进而得出群桩的刚度系数γcc、γaa、γab、γba、γbb、γbc、γcb。将得出的刚度系数直接代入通用桥梁计算软件，用于桥梁结构相关计算。其中：ρPP第i根桩顶处产生轴向单位位移，桩顶轴向力；ρHH第i根桩顶处产生横向单位位移，桩顶横轴向力；ρMH第i根桩顶处产生横向单位位移，桩顶弯矩；ρHM第i根桩顶处产生单位转角，桩顶横轴向力；ρMM第i根桩顶处产生单位转角，桩顶弯矩。以某三跨刚构为例，中墩承台平面尺寸为34.9m+16.5m，厚2.5m，采用C30混凝土，横桥向3列，共8根1.8m钻孔灌注桩，采用C30混凝土。承台顶竖向力为：63600KN、水平力1966KN、弯矩为28880KN。基于该一种桥梁预应力承台支撑的简化模拟方法，依现行桥梁基础规范手算得出。γcc＝3486123kN/m，γaa＝426518kN/m；γbb＝9341610kN/m；γab＝γba＝-1569244kN/m；γbc＝γcb＝0kN/m，与通用桥梁分析软件复合，二者吻合良好。本专利技术适用于跨越大型障碍物且承台中施加预应力的桥梁基础承台支撑模拟。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁预应力承台支撑的简化模拟方法，其特征在于：在模拟跨越式基础承台支撑时，将基础简化为二维模型，横桥向每排桩等代为一桩，桩顶通过抗推刚度为k

【技术特征摘要】
1.一种桥梁预应力承台支撑的简化模拟方法，其特征在于：在模拟跨越式基础承台支撑时，将基础简化为二维模型，横桥向每排桩等代为一桩，桩顶通过抗推刚度为kw1、kw2、kw3的三个弹簧与承台底部连接，以传递水平力、竖向力以及扭转；计算时，采用“m”法求解基础刚度系数γcc、γaa、γab、γba、γbb、γbc、γcb，其中γcc为承台产生竖向单位位...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宝来，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12