一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法制造技术

本发明专利技术公开了一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法，首先确定施工步骤，主要是合龙顺序；其次确定目标阶段；然后根据施工步骤建立相应的有限元模型，通过施加单位力的方式，求出合龙口对顶力对目标阶段和施工阶段的位移和内力影响系数；最后根据目标阶段“墩顶水平位移平方和最小”的优化目标和施工阶段结构位移、内力不超限的约束方程确定合龙口对顶力。本发明专利技术求得施工过程中合龙口的一组优化的对顶力，既可以实现合理成桥状态，又保证施工过程中桥墩应力不超限。

Optimization algorithm for jacking force of multi span continuous rigid frame bridge closure closure

The invention discloses an optimization algorithm for the jacking force of a multi span continuous rigid frame bridge. First, the construction steps are determined mainly by the sequence of the dragon. Secondly, the target stage is determined. Then the corresponding finite element model is set up according to the construction steps. By applying the unit force, the target stage and the construction step are calculated. In the end, according to the optimization target of \the square sum of the horizontal displacement of the pier top\ and the constraint equation of the structural displacement and internal force in the construction stage, the jacking force is determined. In the process of construction, a set of optimized top force can be obtained in the construction process, which can not only realize the reasonable bridge state, but also ensure that the stress of the pier in the construction process is not exceeding the limit.

【技术实现步骤摘要】
一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法
本专利技术属于桥梁施工监控领域，涉及一套完整的多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法。
技术介绍
随着国民经济的发展，我国的交通建设正在蓬勃进行中，高等级公路的大量修建对桥梁提出了更高的要求。尤其是在西部地区，深沟险壑很多，地形地貌变化复杂，增加了设计施工难度。而高墩大跨连续刚构桥由于其自身的优点被广泛地应用。连续刚构桥在长期荷载作用下会引起预应力损失、主梁下挠、主梁及桥墩水平偏位。连续跨度越长，纵向水平位移量也愈大。过大的水平位移会导致支座剪切破坏、桥墩稳定性降低等问题。此外，温度变化也会影响主梁变形。在桥梁结构设计规范中，对均匀温度作用有着明确的规定。计算表明，过大的温差会显著增大主梁和桥墩的附加内力，尤其是桥墩底部，附加内力更大。合龙前在悬臂端进行适当的顶推，是改善长期作用效应和温差效应的一种较为理想的施工措施。对多跨连续刚构桥，顶推力的大小不但与水平位移量有关，而且还与合龙方案有关。多跨连续刚构桥施加顶推力后，不但减小了高墩的水平偏位，增强了桥墩的稳定性，而且还有效地改善了主墩的受力，特别是墩底内力。顶推和施加配重会对长悬臂端的竖向挠度将产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)确定施工步骤，主要是明确合龙顺序；(2)确定目标阶段，即某个时机，根据该时机的结构状态反算合龙口对顶力，一般选择成桥后的某个时机作为目标阶段；(3)根据施工步骤，利用杆系单元建立相应的有限元模型；(4)利用有限元模型求出桥墩应力影响系数bij，在某合龙口合龙前施加一对单位对顶力，求出后续某个施工阶段由该单位对顶力产生的桥墩控制截面应力；(5)利用有限元模型求出施工荷载作用下桥墩控制截面的应力∑σic；(6)利用有限元模型求出主梁挠度影响系数cij，在某合龙口合龙前施加一对单位对顶力，求出目标阶段由该单位对顶力产生的主梁...

【技术特征摘要】
1.一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)确定施工步骤，主要是明确合龙顺序；(2)确定目标阶段，即某个时机，根据该时机的结构状态反算合龙口对顶力，一般选择成桥后的某个时机作为目标阶段；(3)根据施工步骤，利用杆系单元建立相应的有限元模型；(4)利用有限元模型求出桥墩应力影响系数bij，在某合龙口合龙前施加一对单位对顶力，求出后续某个施工阶段由该单位对顶力产生的桥墩控制截面应力；(5)利用有限元模型求出施工荷载作用下桥墩控制截面的应力∑σic；(6)利用有限元模型求出主梁挠度影响系数cij，在某合龙口合龙前施加一对单位对顶力，求出目标阶段由该单位对顶力产生的主梁某跨跨中挠度；(7)利用有限元模型求出恒载、混凝土收缩和徐变引起的目标阶段主梁某跨跨中挠度∑cig；(8)利用有限元模型求出墩顶水平位移影响系数aij，在某合龙口合龙前施加一对单位对顶力，求出目标阶段由该单位对顶力产生的某墩顶水平位移；(9)利用有限元模型求出恒载、混凝土收缩和徐变引起的目标阶段由该单位对顶力产生的某墩顶水平位移∑uig；(10)确定施工阶段混凝土的允许拉应力[σ]t和压应力[σ]c；(11)确定目标阶段主梁跨中挠度允许值[Δ]；(12)求解优化目标方程和约束条件方程，获得一组优化的合龙口对顶力。2.根据权利要求1所述的一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法，其特征在于：所述第(2)步确定的目标阶段为成桥10年。3.根据权利要求1所述的一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法，其特征在于：所述第(12)步优化目标方程是目标阶段墩顶水平位移平方和最小，即对于一座有n个桥墩的多跨连续刚构桥而言，有n-1个需要施加对顶力的合龙口，可令r＝n-1；目标阶段墩顶水平位移由下式确定：式中：u1～un——1号桥墩至n号桥墩的墩顶水平位移；x1～xr——合龙口处的顶推力；aij——墩顶水平位移影响系数，即当在第j号合龙口施加单位顶推力时，引起i号墩顶在目标阶段的水平位移；∑uig——恒载、混凝土收缩和徐变等引起的i号墩顶水平位移。4.根据权利要求1所述的一种多跨连续刚构桥合龙口对顶力优化算法，其特征在于：所述第(12)步所述的约束条件方程是根据两个约束条件确定的：1)在各个施工阶段墩顶和墩底截面的拉应力和压应力不超限，其条件方程表达为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜利，赵海峰，孙海秀，张文明，胡玉兵，
申请(专利权)人：青海省公路建设管理局，东南大学，
类型：发明
国别省市：青海,63