桥梁预应力分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种桥梁预应力分析系统及方法，包括：设置未施工桥梁的设计参数、预压应力施加方法；构建桥梁三维模型；构建预应力损失模型，根据预应力损失不同原因构建不同模型；根据预压应力施加方法、施工阶段对不同模型进行组合得到不同阶段的预应力损失组合模型和有效预应力模型；通过施工中控制截面测量的预应力、反拱的偏差识别预应力损失模型构建部构建的模型中的模型参数。上述方法及系统不同的预压应力施加方法和不同的施工阶段具有不同的预应力损失组合模型，并对模型参数进行识别，防止出现预应力损失过大情况。

Bridge prestress analysis system and method

The present invention provides a bridge prestress analysis system and method, including: setting design parameters of unconstructed bridges, prestressing method; constructing three-dimensional model of bridges; constructing prestressing loss model; constructing different models according to different reasons of prestressing loss; and not according to prestressing method and construction stage. The prestress loss combination model and the effective prestress model at different stages are obtained by combining the same model. The model parameters of the prestress loss model are identified by the deviation of the prestress and the reverse arch measured by the control section during construction. These methods and systems have different prestressing methods and different prestressing loss combination models in different construction stages, and identify the model parameters to prevent excessive prestressing loss.

【技术实现步骤摘要】
桥梁预应力分析系统及方法
本专利技术涉及桥梁施工
，更为具体地，涉及一种桥梁预应力分析系统及方法。
技术介绍
预应力混凝土桥的预应力是桥梁上部结构的重要组成部分。预应力束的恰当布置，不仅能够使结构的跨越能力出现飞跃，使工程质量提高，而且可大幅度减轻结构自重，使结构变得美观轻巧，从而节约大量钢材和混凝土。反之如果预应力配置不当，不仅浪费材料，而且还会造成混凝土结构开裂，甚至破坏的严重后果，因此预应力配置对工程具有重要的意义。尤其是大跨度预应力混凝土桥梁，在施工过程中通常造成的预应力损失比按设计规范的预应力损失要大，甚至在长索拉张时出现预应力损失过大，甚至有时长索拉张后沿程损失殆尽。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种防止出现预应力损失过大情况的桥梁预应力分析系统及方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种桥梁预应力分析系统，包括：参数设定部，设置未完成施工的桥梁的设计参数、预压应力施加方法；桥梁模拟部，根据所述设计参数构建桥梁的三维模型；预应力损失模型构建部包括：第一模型构建模块，构建预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的应力损失的第一模型σS1；第二模型构建模块，构建锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失的第二模型σS2；第三模型构建模块，构建预应力筋和台座间温差引起的应力损失的第三模型σS3；第四模型构建模块，构建混凝土弹性压缩引起的应力损失的第四模型σS4；第五模型构建模块，构建预应力筋松弛引起的应力损失的第五模型σS5；第六模型构建模块，构建混凝土收缩和徐变引起的应力损失的第六模型σS6；有效预应力模型构建部，根据参数设定部选择的预压应力施加方法，按照施工阶段对预应力损失模型构建部构建的不同模型进行组合得到不同阶段的预应力损失组合模型，从而结合锚下张拉控制应力得到不同阶段的有效预应力模型，其中，当预应力施加方法选择先张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型当预应力施加方法选择后张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型模型参数获得部，通过施工中控制截面测量的预应力、反拱的偏差识别预应力损失模型构建部构建的模型中的模型参数。根据本专利技术的另一个方面，提供一种桥梁预应力分析方法，包括：设置未完成施工的桥梁的设计参数、预压应力施加方法；根据所述设计参数构建桥梁的三维模型；构建预应力损失模型，包括：构建预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的应力损失的第一模型σS1；构建锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失的第二模型σS2；构建预应力筋和台座间温差引起的应力损失的第三模型σS3；构建混凝土弹性压缩引起的应力损失的第四模型σS4；构建预应力筋松弛引起的应力损失的第五模型σS5；构建混凝土收缩和徐变引起的应力损失的第六模型σS6；根据预压应力施加方法，按照施工阶段对不同模型进行组合，得到不同阶段的预应力损失组合模型，从而结合锚下张拉控制应力得到不同阶段的有效预应力模型，其中，当预应力施加方法选择先张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型当预应力施加方法选择后张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型通过施工中控制截面测量的预应力、反拱的偏差识别预应力损失模型构建部构建的模型中的模型参数。本专利技术所述桥梁预应力分析系统及方法不同的预压应力施加方法和不同的施工阶段具有不同的预应力损失组合模型，并对模型参数进行识别，防止出现预应力损失过大情况。附图说明通过参考以下结合附图的说明，随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1是本专利技术所述桥梁预应力分析系统的构成框图；图2是本专利技术所述桥梁预应力分析方法的流程图。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。以下将结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细描述。以下将结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细描述。图1是本专利技术所述桥梁预应力分析系统的构成框图，如图1所示，本专利技术所述桥梁预应力分析系统包括：参数设定部1，设置未完成施工的桥梁的设计参数、预压应力施加方法，所述设计参数包括跨径、结构横载、分阶段施工流程、施工梁段的划分等，所述预压应力施工方法包括先张法和后张法；桥梁模拟部2，根据所述设计参数构建桥梁的三维模型，例如采用有限元分析构建桥梁的三维模型；预应力损失模型构建部3，包括：第一模型构建模块，构建预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的应力损失的第一模型σS1；第二模型构建模块，构建锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失的第二模型σS2；第三模型构建模块，构建预应力筋和台座间温差引起的应力损失的第三模型σS3；第四模型构建模块，构建混凝土弹性压缩引起的应力损失的第四模型σS4；第五模型构建模块，构建预应力筋松弛引起的应力损失的第五模型σS5；第六模型构建模块，构建混凝土收缩和徐变引起的应力损失的第六模型σS6；有效预应力模型构建部4，根据参数设定部选择的预压应力施加方法，按照施工阶段对预应力损失模型构建部构建的不同模型进行组合得到不同阶段的预应力损失组合模型，从而结合锚下张拉控制应力得到不同阶段的有效预应力模型，其中，当预应力施加方法选择先张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型当预应力施加方法选择后张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型模型参数获得部5，通过施工中控制截面测量的预应力、反拱的偏差识别预应力损失模型构建部构建的模型中的模型参数。上述第一模型构建模块31根据下式(2)构建第一模型σS1＝σcon[1-e-(μθ+kx)]其中，σcon为锚下张拉控制应力，x为从张拉端至计算截面的管道长度在构件纵轴上的投影长度或为三维空间曲线管道长度，θ为从张拉端至计算界面间管道平面曲线的夹角之和；所述模型参数获得部5包括：第一预应力实验单元51，采用曲线预应力孔道摩阻实验获得未完成施工桥梁的管道每米长度的局部偏差对摩擦的影响系数k和预应力筋与管道壁之间的摩擦系数μ。第二模型构建模块32根据下式(3)构建第二模型，其中，Δl为锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值之和，l为预应力筋束的有效长度，EP预应力筋束的弹性模量。上述第三模型构建模块33包括：温差获得单元331，测量张拉时预应力筋与台座的温度t1以及混凝土加热时最高温度t2，获得两者的温度差；第三模型构建单元332，根据下式(1)构建第三模型，σS3＝α(t2-t1).EP其中，α为预应力筋的线膨胀系数，EP为预应力筋的弹性模量。在本专利技术的一个实施例中，上述桥梁预应力分析系统还包括模型判定部6，采用获得模型参数的预应力损失组合模型计算预应力索各位置的损失，计算索的延伸量偏差，与实测值比较，判定预应力损失组合模型的合理性。在本专利技术的另一个实施例中，所述模型参数获得部5还包括：知识库52，存储已完成施工的桥梁的设计参数和预应力体系参数，所述预应力体系参数包括：预应力张拉、混凝土收缩徐变、温度变化、施工载荷等；匹配单元53，根据设计参数和预应力体系参数将未完成施工的桥梁与已经施工的桥梁进行匹配，得到与未完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥梁预应力分析系统，其特征在于，包括：参数设定部，设置未完成施工的桥梁的设计参数、预压应力施加方法；桥梁模拟部，根据所述设计参数构建桥梁的三维模型；预应力损失模型构建部包括：第一模型构建模块，构建预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的应力损失的第一模型σS1；第二模型构建模块，构建锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失的第二模型σS2；第三模型构建模块，构建预应力筋和台座间温差引起的应力损失的第三模型σS3；第四模型构建模块，构建混凝土弹性压缩引起的应力损失的第四模型σS4；第五模型构建模块，构建预应力筋松弛引起的应力损失的第五模型σS5；第六模型构建模块，构建混凝土收缩和徐变引起的应力损失的第六模型σS6；有效预应力模型构建部，根据参数设定部选择的预压应力施加方法，按照施工阶段对预应力损失模型构建部构建的不同模型进行组合得到不同阶段的预应力损失组合模型，从而结合锚下张拉控制应力得到不同阶段的有效预应力模型，其中，当预应力施加方法选择先张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型

【技术特征摘要】
1.一种桥梁预应力分析系统，其特征在于，包括：参数设定部，设置未完成施工的桥梁的设计参数、预压应力施加方法；桥梁模拟部，根据所述设计参数构建桥梁的三维模型；预应力损失模型构建部包括：第一模型构建模块，构建预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的应力损失的第一模型σS1；第二模型构建模块，构建锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失的第二模型σS2；第三模型构建模块，构建预应力筋和台座间温差引起的应力损失的第三模型σS3；第四模型构建模块，构建混凝土弹性压缩引起的应力损失的第四模型σS4；第五模型构建模块，构建预应力筋松弛引起的应力损失的第五模型σS5；第六模型构建模块，构建混凝土收缩和徐变引起的应力损失的第六模型σS6；有效预应力模型构建部，根据参数设定部选择的预压应力施加方法，按照施工阶段对预应力损失模型构建部构建的不同模型进行组合得到不同阶段的预应力损失组合模型，从而结合锚下张拉控制应力得到不同阶段的有效预应力模型，其中，当预应力施加方法选择先张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型当预应力施加方法选择后张法时，预加应力阶段的预应力损失组合模型使用阶段的预应力损失组合模型模型参数获得部，通过施工中控制截面测量的预应力、反拱的偏差识别预应力损失模型构建部构建的模型中的模型参数。2.根据权利要求1所述的桥梁预应力分析系统，其特征在于，所述第三模型构建模块包括：温差获得单元，测量张拉时预应力筋与台座的温度t1以及混凝土加热时最高温度t2，获得两者的温度差；第三模型构建单元，根据下式(1)构建第三模型，σS3＝α(t2-t1).EP其中，α为预应力筋的线膨胀系数，EP为预应力筋的弹性模量。3.根据权利要求1所述的桥梁预应力分析系统，其特征在于，还包括：模型判定部，采用获得模型参数的预应力损失组合模型计算预应力索各位置的损失，计算索的延伸量偏差，与实测值比较，判定预应力损失组合模型的合理性。4.根据权利要求1所述的桥梁预应力分析系统，其特征在于，所述第一模型构建模块根据下式(2)构建第一模型σS1＝σcon[1-e-(μθ+kx)]其中，σcon为锚下张拉控制应力，x为从张拉端至计算截面的管道长度在构件纵轴上的投影长度或为三维空间曲线管道长度，θ为从张拉端至计算界面间管道平面曲线的夹角之和；所述模型参数获得部包括：第一预应力实验单元，采用曲线预应力孔道摩阻实验获得未完成施工桥梁的管道每米长度的局部偏差对摩擦的影响系数k和预应力筋与管道壁之间的摩擦系数μ。5.根据权利要求4所述的桥梁预应力分析系统，其特征在于，所述模型参数获得部还包括：知识库，存储已完成施工的桥梁的设计参数和预应力体系参数；匹配单元，根据设计参数和预应力体系参数将未完成施工的桥梁与已经施工的桥梁进行匹配，得到与未完成施工桥梁相似的已施工桥梁；第二预应力实验单元，采用曲线预应力孔道摩阻实验调用知识库的相似的已完成施工桥梁的设计参数和预应力体系参数根据第一模型确定所述已完成施工桥梁的影响系数k和摩擦系数μ；模型参数判定单元，未完成施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增财，李茜，王登科，
申请(专利权)人：中交路桥北方工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11