【技术实现步骤摘要】
一种梁拱组合桥受力体系转换设计、施工方法及施工装置
[0001]本专利技术涉及梁拱组合桥
，特别涉及一种梁拱组合桥受力体系转换设计、施工方法及施工装置。
技术介绍
[0002]混凝土连续梁
‑
拱组合桥梁或混凝土连续刚构
‑
拱组合桥梁均可归类为梁
‑
拱组合桥，其主拱一般为钢结构，通常采用先梁后拱的施工方法，施工过程如图1所示。该类桥梁的结构型式相比常见的混凝土连续梁或混凝土连续刚构桥竖向刚度显著提升，理论上对竖向刚度要求很高的桥梁工程有更好的适用性，如各等级铁路的大跨度混凝土桥。
[0003]但是，该类桥型在实际工程中的应用相对很少，主要原因是其结构受力体系转换不明确：
[0004]1)该类桥的梁受弯、拱受压，拱脚水平反力的大小决定了拱效应的发挥，拱脚水平反力越大，拱受压的效应越显著；而拱脚水平反力越大，势必增大主跨主梁的受拉效应，不利于主跨主梁的受力；
[0005]2)在张拉竖向吊杆实现梁拱组合受力体系转换的过程中，主跨主梁的正负弯矩降低，利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种梁拱组合桥受力体系转换设计方法，其特征在于，所述梁拱组合桥包括主梁、主拱、吊杆和系杆用砼梁预应力束，所述系杆用砼梁预应力束沿主梁纵向设置于主梁内，所述系杆用砼梁预应力束的跨度覆盖所述主拱的跨度，包括以下步骤：S1、建立梁拱组合桥的有限元模型，根据吊杆总根数及桥梁受力特性，确定各吊杆的张拉批次顺序；S2、在有限元模型中按吊杆的张拉批次顺序对吊杆进行安装和张拉，每张拉L
i
批吊杆后，在水平方向上对系杆用砼梁预应力束进行张拉，其中，i为记录系杆用砼梁预应力束张拉次序的变量；S3、待所有批次的吊杆和系杆用砼梁预应力束张拉阶段结束后，将系杆用砼梁预应力束固定在主梁内。2.根据权利要求1所述的梁拱组合桥受力体系转换设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，对系杆用砼梁预应力束进行张拉前，计算每次张拉的最优张拉力σ*，并在张拉后记录此时主梁跨中变形和应力的有限元结果作为理论值；计算系杆用砼梁预应力束的最优张拉力σ*时：若为第一次张拉，先设定张拉力优化初值σ：σ＝αf
pk
，其中，α为设定初始值，f
pk
为系杆用砼梁预应力束的抗拉强度标准值；再结合主梁施工期间的拉、压应力情况，在张拉力优化初值σ的基础上进行迭代优化，最终确定出第一次张拉的最优张拉力σ*；若非第一次张拉，设定张拉力优化初值σ取值为上一次张拉的最优张拉力σ*；再结合主梁施工期间的拉、压应力情况，在张拉力优化初值σ的基础上进行迭代优化，最终确定出此次张拉的最优张拉力σ*。3.根据权利要求2所述的梁拱组合桥受力体系转换设计方法，其特征在于，所述步骤S2中确定系杆用砼梁预应力束各次的最优张拉力σ*前，需选取主梁截面k并获取当前施工阶段主梁截面k处的最小压应力富余γ，所述最小压应力富余γ通过下列公式确定：其中，γ1为预防拉裂的压应力富余，γ2为预防压碎的压应力富余，f[t]为主梁容许拉应力，f[c]为主梁容许压应力，σ
c
(k)为主梁截面上在当前张拉阶段的压应力，k为主梁截面的编号。4.根据权利要求3所述的梁拱组合桥受力体系转换设计方法，其特征在于，所述步骤S2中确定系杆用砼梁预应力束的最优张拉力σ*的具体步骤为：S21、以主梁上至少两个截面作为选取截面，计算当前施工阶段系杆用砼梁预应力束按张拉力优化初值σ张拉时各选取截面的最小压应力富余γ；S22、设定所述张拉力的搜索步长β，在张拉力初值σ的基础上增加搜索步长β，使所述张拉力变为σ'，在张拉力σ'的张拉下，计算各选取截面的最小压应力富余值γ'；其中，σ'＝(α+β)f
pk
；S23、判断最小压应力富余γ和γ'的大小，并按下述迭代流程确定当前施工阶段中系杆用砼梁预应力束的张拉力值σ*：若γ>γ'，则令α”＝α
‑
β，σ”＝α”f
pk
，计算最小压应力富余，记为γ”；若γ”<γ或σ”>
σ
con
，则记α*＝α，σ*＝σ，结束该施工阶段的张拉力优化；否则令α＝α”，σ＝σ”，γ＝γ”，然后重复本步骤；若γ≤γ'，则令α”＝α'+β，σ”＝α”f
pk
，计算最...
【专利技术属性】
技术研发人员：周帅，于鹏，雷军，曾永平，谭芝文，刘安双，周建庭，何昌杰，田卫国，李凯，李水生，郑邦友，帅建国，陈克坚，
申请(专利权)人：中建隧道建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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