一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，其通过力法、位移法建立平衡方程矩阵，建立顶推多跨的转角计算模型，通过转角计算模型对初步拟定临时墩的位置进行调整优化，使得第一跨起始位置处的转角θ1最小，进而控制梁体拼装过程中累计误差最小。本发明专利技术操作便捷性高，通过构建的转角计算模型可以自动对临时墩的位置进行调整优化，为梁体拼装施工提供依据，优化后不仅可合理设置临时墩位置和数量，避免财力和物力浪费，经济实用性好；还可以有效减小梁体拼装误差和变形，进而避免梁体产生次应力，使得整个梁体受力良好，使用寿命长，安全性高，具有良好的实用性和推广前景。性和推广前景。性和推广前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法


[0001]本专利技术涉及一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，属于桥梁建设


技术介绍

[0002]在顶推施工的过程中，各支点处梁体的负弯矩与跨度的平方成正比，如果桥梁跨度增大，桥梁内力就会随之急剧增大。在钢梁截面有限的情况下，要研究顶推的合理节段长度，设置临时墩是一种增大顶推法适用跨径的有效方法，因而，顶推合理节段长度和临时墩的设置密切相关。临时墩设置在桥梁两个永久墩之间，将大跨度桥梁的一跨分成两跨或多跨，能够减小桥梁的跨度，从而使主梁的内力相应减小。对于顶推施工的钢梁桥，一般采用分段拼装、逐段顶推的方式，由于施工影响因素的不确定性，在钢梁节段的组合拼装中，先后拼装节段的实际接缝和先后拼装节段的预设接缝间会连续存在同一的偏角，使得以后每拼一个节段，梁体上下缘长度会有一个差值，这个差值会随着拼接节段越多而越大。当所有节段都拼接完成，梁体上下缘的长度之差就会累积为一个比较大的值，这就会使梁体在竖直面内产生变形，座会在梁体顶推就位后按照设计要求进行调平，此时由于梁体拼装误差产生的变形会让梁体产生次应力。梁体拼装误差的累积在梁体上产生的次应力，会对整个梁体的受力产生不利影响。为了减小梁体拼装的累积误差，同时建造临时墩价格不菲，需要大量的财力和物力，如何合理设置临时墩就显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，可以解决技术问题中针对顶推施工过程中梁体拼装累计误差不利于梁体的问题，可以克服现有技术的不足。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，通过建立顶推多跨的转角计算模型，通过对初步拟定临时墩的位置进行调整优化，使得第一跨起始位置处的转角θ1最小，控制梁体拼装过程中累计误差最小。
[0006]前述的优化方法，具体包括以下步骤：
[0007]步骤1、通过力法、位移法建立平衡方程矩阵；
[0008]步骤2、建立顶推两跨、三跨及多跨的转角计算模型，对初步拟定临时墩的位置进行调整优化。
[0009]前述步骤1中，建立各支点处临时墩的平衡方程矩阵，表示为：
[0010][0011]公式中EI为主梁刚度；θ
j
为临时墩j(j＝1，2，
…
，n)处梁截面的转角；q为主梁单位长度的重量；
[0012]步骤2中，根据平衡方程矩阵，建立转角计算模型：
[0013]两跨时：
[0014]三跨时：三跨时：
[0015][0016]……
[0017]n跨时：
[0018]公式中q为主梁单位长度的重量；θ1为顶推第一跨起始位置处的转角；EI为主梁刚度；l
k
(k＝1，2，
……
，n
‑
1)为顶推长度。
[0019]前述步骤2中，对初步拟定临时墩的位置进行调整优化的具体步骤为：
[0020]a.根据工程资料、现场勘测和桥梁跨径布置，初步确定临时墩布置位置的顶推方案，
[0021]包括含顶推跨数及顶推长度预设值；
[0022]b.根据顶推长度预设值由转角计算模型计算顶推两跨时第一跨起始位置处的预设转角θ1，当两跨预设转角θ1较大时，通过对顶推预设值进行调整优化，使得第一跨起始位置处的转角θ1最小，得到顶推的修正长度L1、L2；
[0023]c.根据顶推修正长度l1、l2由转角计算模型计算顶推三跨时第一跨起始位置处的转角θ1，当三跨转角θ1较大时，再次调整顶推长度，进行二次调整优化修正，选出二次修正的顶推长度L1、L2、L3；
[0024]d.依次类推，得出顶推四跨、五跨、
…
n
‑
1跨时θ1的优化值，直到选出预设合理的顶推长度L1、L2、L3、
…
L
n
‑1；
[0025]e.根据选出的合理顶推长度代替初步确定的顶推方案。
[0026]在转角计算模型中设置顶推两跨、三跨、四跨...n
‑
1跨时相对应的第一跨起始位
置处的转角优化范围值θ
’1，并在两跨、三跨、...n
‑
1跨对应的θ1计算值相比较，如果θ1计算值大于优化范围值θ
’1，则调整顶推长度再次进行计算，至到θ1计算值小于或等于优化范围值θ
’1。
[0027]前述两跨时第一跨起始位置处的转角优化范围值θ
’1为0；三跨、四跨、...n
‑
1跨时相对应的的转角优化范围值θ
’1根据工程资料、现场勘测和预设的顶推跨数和顶推长度确定。
[0028]前述步骤b
‑
d中，其具体步骤包括：
[0029]步骤b中，根据两跨的顶推长度预设值，由转角计算模型计算出θ1及两跨的顶推长度l1/l2比值，并通过对顶推预设值进行调整优化，直到第一跨起始位置处的转角θ1为0，得到顶推的修正长度L1、L2，并计算顶推第三跨L3的修正长度，计算公式为：
[0030]L3＝三跨预设值长度之和
‑
两跨修正长度之和。
[0031]步骤c中，根据步骤b中得到的修正长度L1、L2、L3，再次由转角计算模型计算出θ1，将θ1与对应的优化范围值θ
’1比较，对修正长度L1、L2、L3进行二次调整优化，直到第一跨起始位置处的转角θ1不大于优化范围值，并计算顶推第四跨L4的修正长度，计算公式为：
[0032]L4＝四跨预设值长度之和
‑
三跨修正长度之和。
[0033]步骤d中，依次类推，得出顶推四跨、五跨、
…
n
‑
1跨时θ1的优化值，选出预设合理顶推长度L1、L2、L3、
…
Ln
‑
2，并计算顶推第n
‑
1跨L
n
‑1的修正长度，计算公式为：
[0034]L
n
‑1＝(n
‑
1)跨预设值长度之和
‑
(n
‑
2)跨修正长度之和。
[0035]与现有技术比较，本专利技术公开的一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，通过力法、位移法建立平衡方程矩阵，建立顶推多跨的转角计算模型，通过转角计算模型对初步拟定临时墩的位置进行调整优化，使得第一跨起始位置处的转角θ1最小，进而控制梁体拼装过程中累计误差最小。与通常的经验设计法相比，本专利技术通过构建的转角计算模型可以自动对临时墩的位置进行调整优化，为梁体拼装工作提供依据，可对初步拟定的临时墩位置进行调整优化，得到合理的顶推跨数及顶推长度，大大减小梁体拼装累计误差。
[0036]本专利技术的有益效果是：
[0037]本专利技术操作便捷性高，通过构建的转角计算模型可以自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，其特征在于，通过建立顶推多跨的转角计算模型，通过对初步拟定临时墩的位置进行调整优化，使得第一跨起始位置处的转角θ1最小，控制梁体拼装过程中累计误差最小。2.根据权利要求1所述的基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、通过力法、位移法建立平衡方程矩阵；步骤2、建立顶推两跨、三跨及多跨的转角计算模型，对初步拟定临时墩的位置进行调整优化。3.根据权利要求2所述的基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，其特征在于，步骤1中，建立各支点处临时墩的平衡方程矩阵，表示为：公式中EI为主梁刚度；θ
j
为临时墩j(j＝1，2，
…
，n)处梁截面的转角；q为主梁单位长度的重量；步骤2中，根据平衡方程矩阵，建立转角计算模型：两跨时：三跨时：三跨时：
……
n跨时：公式中q为主梁单位长度的重量；θ1为顶推第一跨起始位置处的转角；EI为主梁刚度；l
k
(k＝1，2，
……
，n
‑
1)为顶推长度。4.根据权利要求3所述的基于梁体拼装累计误差的临时墩设置位置优化方法，其特征在于，步骤2中，对初步拟定临时墩的位置进行调整优化的具体步骤为：a.根据工程资料、现场勘测和桥梁跨径布置，初步确定临时墩布置位置的顶推方案，包括含顶推跨数及顶推长度预设值；
b.根据顶推长度预设值由转角计算模型计算顶推两跨时第一跨起始位置处的预设转角θ1，当两跨预设转角θ1较大时，通过对顶推预设值进行调整优化，使得第一跨起始位置处的转角θ1最小，得到顶推的修正长度L1、L2；c.根据顶推修正长度l1、l2由转角计算模型计算顶推三跨时第一跨起始位置处的转角θ1，当三跨转角θ1较大时，再次调整顶推长度，进行二次调整优化修正，选出二次修正的顶推长度L1、L2、L3；d.依次类推，得出顶推四跨、五跨、
…
n
‑
1跨时θ1的优化值，直到选出预设合理的顶推长度L1、L2、L3、
…
L
n
‑1；e.根据选出的合理顶推长度代替初步确定的顶推方案。5.根据权利要求4所述的基于梁体拼装累计误差的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，唐志，杜镔，黄方林，徐向东，李金平，张世娟，张剑锋，
申请(专利权)人：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：