一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，包括以下步骤：建立桥梁计算模型；分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；判断弯矩分布是否均匀；若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算，若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度。通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，与现有技术中同联主梁均采用等刚度支座相比，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同联主梁内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小相近，使每个桥墩底部的截面的内力分布更均匀、各墩抗力安全系数趋于一致，保证桥梁的总体安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法
本专利技术涉及桥梁设计领域，具体涉及一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法。
技术介绍
在山区公路桥梁施工中，拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥型都有建设，但占比较少，而中等跨度的多跨梁式桥梁占绝大多数。总体规模大的中小跨径桥梁，都采用简支或连续的多跨梁式桥梁，每片主梁下面设置2～4块等刚度支座，将梁体支撑于桥墩上，通过伸缩缝和滑板支座与下一联桥梁联接顺适，主梁联与联之间的伸缩缝顺接处，只有竖向支撑力，无法传递水平力。受山区地形起伏影响，同一联主梁的桥墩，或桥墩高矮差别较大，或桥墩平均高度都很高，而目前多跨梁桥设计时，不论桥墩高矮、不管桥墩位置，同一主梁联长内，桥墩支座均采用等刚度支座，无法调整桥墩高矮刚度影响，导致各墩墩底纵向弯矩差别很大，具体为矮墩弯矩大，高墩弯矩小，各墩安全系数不一致，影响了桥梁的总体安全性能。
技术实现思路
本专利技术目的在于：针对目前多跨梁桥设计时，同一主梁联长内，不同高度桥墩、不同位置桥墩均采用等刚度支座，无法调整桥墩高矮刚度影响，导致各墩墩底纵向弯矩差别很大的问题，提供一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，该方法通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同一主梁联长内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小趋于一致。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，包括以下步骤：步骤一、建立桥梁计算模型；步骤二、分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；步骤三、判断弯矩分布是否均匀；步骤四、若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算，若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度。本专利技术通过建立桥梁模型，分析计算同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩，并通过调整各墩支座水平刚度大小使各墩墩底纵向弯矩分布均匀，由于山区桥梁地面起伏较大，桥墩高矮不同；桥墩直径越大、墩高越矮，桥墩水平方向的刚度越大，设置在墩顶的支座水平刚度就越小；桥墩直径越小、墩高越高，桥墩水平方向的刚度越小，设置在墩顶的支座水平刚度就越大；不同高度的桥墩，应设置不同水平刚度的支座，才能保证与桥墩自身刚度相匹配，该方法通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，与现有技术中同联主梁均采用等刚度支座相比，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同联主梁内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小相近，使每个桥墩底部的截面的内力分布更均匀、各墩抗力安全系数趋于一致，保证桥梁的总体安全性能。作为本专利技术的优选方案，所述步骤一中是基于ANSYS有限元分析软件平台，建立桥梁计算模型。作为本专利技术的优选方案，所述步骤二中各墩支座初始水平刚度相等，如此可以知道在采用等刚度支座情况下，各墩墩底纵向弯矩差异大小，便于后续调整各墩支座水平刚度，与桥墩自身刚度相匹配。作为本专利技术的优选方案，所述步骤三中判断弯矩分布是否均匀的标准为各墩墩底纵向弯矩相差小于或等于20％。如此设置可以尽量保证各墩墩底纵向弯矩差异不大，保证同联长内相近截面尺寸的桥墩底部抗力安全系数一致。作为本专利技术的优选方案，还包括步骤五、根据支座刚度分级原则，对步骤四中输出的各墩支座刚度进行取整，如此可以简化支座生产规格。作为本专利技术的优选方案，对取整后的各墩支座刚度进行再次验算弯矩分布是否均匀，以确保取整后的各墩支座刚度符合要求。作为本专利技术的优选方案，所述支座刚度分级原则为同一座桥梁支座刚度不超过5种，如此可以减少支座生产规格，降低制造成本。作为本专利技术的优选方案，所述桥梁为简支或连续的多跨梁式桥梁。作为本专利技术的优选方案，对于跨度小于50m，墩高超过60m的简支梁桥应采用固定支座。对于跨度小于50m，墩高超过60m的简支梁桥，桥墩自身的水平刚度很小，桥墩对同一主梁联长的体系刚度的贡献可以忽略不计，支座水平刚度再大也无意义，此时应设计为固定支座，既降低造价、又减少维修。作为本专利技术的优选方案，所述桥墩截面尺寸相同。如此同一工程中桥墩截面可采用标准化设计，同时保证相同截面尺寸桥墩安全系数一致。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过建立桥梁模型，分析计算同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩，并通过调整各墩支座刚度大小使各墩墩底纵向弯矩分布均匀，由于山区桥梁地面起伏较大，桥墩高矮不同；桥墩直径越大、墩高越矮，桥墩水平方向的刚度越大，设置在墩顶的支座水平刚度就越小；桥墩直径越小、墩高越高，桥墩水平方向的刚度越小，设置在墩顶的支座水平刚度就越大；不同高度的桥墩，应设置不同水平刚度的支座，才能保证与桥墩自身刚度相匹配，该方法通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，与现有技术中同联主梁均采用等刚度支座相比，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同联主梁内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小相近，使每个桥墩底部的截面的内力分布更均匀、各墩抗力安全系数趋于一致，保证桥梁的总体安全性能。附图说明图1为本专利技术中的桥墩与支座刚度匹配方法流程图。图2为桥墩水平刚度和支座水平刚度串联示意图。图3为采用等刚度支座各桥墩底部弯矩示意图。图4为桥梁发生有变位零点的对称均匀变形示意图。图5为桥梁发生无变位零点的平行移动变形示意图。图6-图9为本专利技术中开发的分支接口程序界面图。图10为本专利技术中的桥梁及各单元坐标系方向示意图。图11为本专利技术中计算结果输出示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1本实施例提供一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法；如图1所示，本实施例中的山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，包括以下步骤：步骤一、建立桥梁计算模型；步骤二、分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；步骤三、判断弯矩分布是否均匀；步骤四、若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算；若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度，并将不同刚度的支座分别用于同一联桥所对应的各个桥墩上。本专利技术通过建立桥梁模型，分析计算同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩，并通过调整各墩支座刚度大小使各墩墩底纵向弯矩分布均匀，该方法通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，与现有技术中同联主梁均采用等刚度支座相比，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同联主梁内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小相近，使每个桥墩底部的截面的内力分布更均匀、各墩抗力安全系数趋于一致，保证桥梁的总体安全性能。本专利技术提出了支座与桥墩水平刚度串联的匹配技术，提高了同一联长主梁的总体刚度。主梁在温度、制动力、地震水平力等作用下，致使主梁水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、建立桥梁计算模型；/n步骤二、分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；/n步骤三、判断弯矩分布是否均匀；/n步骤四、若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算，若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、建立桥梁计算模型；
步骤二、分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；
步骤三、判断弯矩分布是否均匀；
步骤四、若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算，若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度。


2.根据权利要求1所述的山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，其特征在于，所述步骤一中是基于ANSYS有限元分析软件平台，建立桥梁计算模型。


3.根据权利要求1所述的山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，其特征在于，所述步骤二中各墩支座初始水平刚度相等。


4.根据权利要求1所述的山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，其特征在于，所述步骤三中判断弯矩分布是否均匀的标准为各墩墩底纵向弯矩相差小于或等于20％。


5.根据权利要求1-4之一所述的山...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟廷敏，范碧琨，李成君，梁健，倪春梅，康玲，孙才志，李胜，宋瑞年，王戈，赵艺程，狄秉臻，邹圻，何易修，古锐，文凯，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51