多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法及多锚杆反力梁加载试验设计方法技术

本发明专利技术涉及土木工程技术领域，具体涉及一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法及多锚杆反力梁加载试验设计方法。反力梁结构设计方法包括将多锚杆反力梁系统中的多锚杆支座计算模型简化为弹簧支座；采用位移法和力法的混合方法求解每一个弹簧支座的位移、支座反力以及荷载传递系数；根据锚杆荷载影响系数包络线对荷载传递系数进行修正；验算反力梁系统的稳定性。本发明专利技术形成了一套完整的多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计理论计算方法，应用此反力系统代替传统桩基础静载荷试验反力系统，为实现对大吨位试桩竖向极限承载力的可靠测定提供理论基础。

【技术实现步骤摘要】
多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法及多锚杆反力梁加载试验设计方法
本专利技术涉及土木工程
，具体涉及一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法及多锚杆反力梁加载试验设计方法。
技术介绍
大吨位试桩的静荷载试验反力系统结构设计是桩基础工程建设领域中重要的发展课题，因此新型结构体系、新的设计理论、新的试验方法等得到了政府相关部门、该领域专家学者的高度重视。随着我国土木工程领域工程建设的高速发展，桩基础得到了十分广泛的应用。但是由于桩基础的竖向极限荷载受诸多因素的影响，既要保证工程结构的安全稳定，又要充分发挥桩基技术的经济效益，因此如何科学合理地确定桩基础的极限荷载，一直是桩基础工程界人士普遍关心的问题。而静载荷试验作为确定桩基础竖向极限承载力的一种最常用且最基本的方法，其可靠性较高，其中，静载荷试验的反力系统对于试验结果将产生显著影响，于是用于桩基础静载荷试验的反力系统的结构设计便成为了该领域的重要研究课题，其结构设体系计理论和应用需要进一步探索。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法及多锚杆反力梁加载试验设计方法，用来代替传统桩基础静载荷试验反力系统设计方法，实现对大吨位试桩竖向极限承载力的可靠测定，并结合一定工程应用实例，提供多锚杆反力梁系统设计参数。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，包括：将多锚杆反力梁系统中的多锚杆支座计算模型简化为弹簧支座；采用位移法和力法的混合方法求解每一个弹簧支座的位移、支座反力以及荷载传递系数；根据锚杆荷载影响系数包络线对荷载传递系数进行修正；验算反力梁系统的稳定性。在本专利技术较佳的实施例中，验算反力梁系统的稳定性时，对于单向受弯钢梁，其整体稳定性按照公式(1)计算：式中，Wx—绕x轴的毛截面抵抗矩；对于当采用二级钢的梁整体稳定性系数可以近似按照公式(2)计算：在本专利技术较佳的实施例中，分别将等截面梁对称布置n组或者n+1组弹簧支座，其中，n为大于1的正整数；将每一个弹簧支座的平衡方程式联合后，通过矩阵分别求解每一个弹簧支座的位移和支座反力。在本专利技术较佳的实施例中，分别将等截面梁对称布置n组或者n+1组弹簧支座，其中，n为大于1的正整数；将每一个弹簧支座的位移方程式联合后，通过矩阵分别求解每一个弹簧支座的荷载传递系数。在本专利技术较佳的实施例中，根据求解得到的每一个弹簧支座的荷载传递系数和位移，绘制每一个弹簧支座的荷载传递系数与位置的关系曲线。在本专利技术较佳的实施例中，绘制关系曲线是利用Matlab计算软件计算、并使用excel进行绘制。在本专利技术较佳的实施例中，计算模型简化为弹簧支座；其中，主梁、次梁为对称布置，计算模型选用二分之一模型，对称位置具有承担弯矩、剪力、轴力的能力，按照固定端简化。在本专利技术较佳的实施例中，锚杆荷载影响系数包络线是根据多锚杆反力梁系统的锚杆反力的非线性特点，通过对多锚杆反力系统的锚杆反力实测，归纳得到多锚杆反力分布特征。一种多锚杆反力梁加载试验设计方法，包括：上述的反力梁结构设计方法和钢箱梁设计方法。在本专利技术较佳的实施例中，钢箱梁设计方法包括强度验算、刚度验算以及整体稳定性验算。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，包括：将多锚杆反力梁系统中的计算模型简化为弹簧支座；采用位移法和力法的混合方法求解每一个弹簧支座的位移、支座反力以及荷载传递系数；根据锚杆荷载影响系数包络线对荷载传递系数进行修正；验算反力梁系统的稳定性。本专利技术提供的一种多锚杆反力梁加载试验设计方法，包括上述的反力梁结构设计方法和钢箱梁设计方法。本专利技术形成了一套完整的多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计理论计算方法，应用此反力系统代替传统桩基础静载荷试验反力系统，为实现对大吨位试桩竖向极限承载力的可靠测定提供理论基础；本专利技术的一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法具有广泛的适用性，通过运用本设计所得理论，并结合一定工程应用实例，提供多锚杆反力梁系统设计参数，从而结合相关工法开展桩基础竖向静载荷试验；本专利技术的一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法是通过建立多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构实用设计方法，结合现有传统桩基础静载荷试验反力系统设计方法，实现对大吨位试桩竖向极限承载力的可靠测定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例多锚杆反力梁系统简图；图2为本专利技术实施例多锚杆反力梁系统计算模型简图；其中，图2-A为单侧4组多锚杆系统计算模型简图；图2-B为单侧5组多锚杆系统计算模型简图；图3为本专利技术实施例等截面梁对称布置4组弹簧支座的支座反力计算简图；图4为本专利技术实施例等截面梁对称布置5组弹簧支座的支座反力计算简图；图5为本专利技术实施例等截面梁布置4组弹簧支座荷载传递系数与位置关系曲线；图6为本专利技术实施例等截面梁布置5组弹簧支座荷载传递系数与位置关系曲线；图7为本专利技术实施例锚杆荷载影响系数包络线；图7-A为A型布置1型锚杆I#次梁的荷载影响系数包络线；图7-B为A型布置1型锚杆II#次梁的荷载影响系数包络线；图7-C为A型布置2型锚杆I#次梁的荷载影响系数包络线；图7-D为A型布置2型锚杆II#次梁的荷载影响系数包络线；图8为本专利技术实施例反力梁系统稳定性验算计算简图；图9为本专利技术实施例单侧两支座钢箱梁计算模型简图；图10为本专利技术实施例侧两支座钢箱梁计算弯矩图和剪力图；图10-A为单侧两支座钢箱梁计算弯矩图；图10-B为单侧两支座钢箱梁计算剪力图；图11为本专利技术实施例单侧四支座钢箱梁计算模型简图；图12为本专利技术实施例单侧四支座钢箱梁计算弯矩图和剪力图；其中，图12-A为单侧四支座钢箱梁计算弯矩图；图12-B为单侧四支座钢箱梁计算剪力图；图13为本专利技术实施例单侧五支座钢箱梁计算模型简图；图14为本专利技术实施例单侧五支座钢箱梁计算弯矩图和剪力图；其中：图14-A为单侧五支座钢箱梁计算弯矩图；图14-B为单侧五支座钢箱梁计算剪力图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，其特征在于，包括：将多锚杆反力梁系统中的多锚杆支座计算模型简化为弹簧支座；采用位移法和力法的混合方法求解每一个所述弹簧支座的位移、支座反力以及荷载传递系数；根据锚杆荷载影响系数包络线对所述荷载传递系数进行修正；验算所述多锚杆反力梁系统的稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，其特征在于，包括：将多锚杆反力梁系统中的多锚杆支座计算模型简化为弹簧支座；采用位移法和力法的混合方法求解每一个所述弹簧支座的位移、支座反力以及荷载传递系数；根据锚杆荷载影响系数包络线对所述荷载传递系数进行修正；验算所述多锚杆反力梁系统的稳定性。2.如权利要求1所述的多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，其特征在于，验算所述多锚杆反力梁系统的稳定性时，对于单向受弯钢梁，其整体稳定性按照公式(1)计算：式中，Wx—绕x轴的毛截面抵抗矩；对于当采用二级钢的梁整体稳定性系数可以近似按照公式(2)计算：3.如权利要求1所述的多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，其特征在于，分别将等截面梁对称布置n组或者n+1组所述弹簧支座，其中，n为大于1的正整数；将每一个所述弹簧支座的平衡方程式联合后，通过矩阵分别求解每一个所述弹簧支座的位移和支座反力。4.如权利要求3所述的多锚杆反力梁加载试验的反力梁结构设计方法，其特征在于，分别将等截面梁对称布置n组或者n+1组所述弹簧支座，其中，n为大于1的正整数；将每一个所述弹簧支座的位移方程式联合后，通过矩阵分别求解每一个所述弹簧支座的荷载...

【专利技术属性】
技术研发人员：董天文，孙传印，李炳海，张德志，崔红志，许彬，杨立鹏，丁晓明，岳廷文，
申请(专利权)人：中冶沈勘工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21