专利名称：确定矮墩预应力混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法
技术领域：
本发明涉及预应カ混凝土中小桥梁，具体为ー种确定矮墩预应力混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法。
背景技术：
目前我国存在诸多简支型式桥梁，如矮墩钢筋混凝土简支梁桥，采用支座，在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ小于对应的规范应力限值，满足规范要求，且桥型简单，便于施工，但是需要定期检查和维护支座；若采用固结方式，完全取消支座，采用墩梁固结型式，虽然能減少由于更换支座带来的直接维护成本和由于更换支座引起交通堵塞而导致的间接维护成本，但在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ大于对应的规范应力限值，很难满足规范要求。·
发明内容
本发明的目的在干，针对现有技术的不足，提供ー种确定矮墩预应カ混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，将支座与固结配合安装，在达到桥梁整体稳定性的同时减少支座维护成本。本发明的技术方案为，一种确定矮墩预应カ混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，桥梁包括空心板主梁、空心板主梁两端的桥台和两个桥台之间用于支撑主梁的多个桥墩，所述方法如下
将空心板主梁与桥台和桥墩通过钢筋固结在一起，从空心板主梁两端向空心板主梁中心对称拆除钢筋固结，首先拆除桥台上的钢筋固结，并在桥台上安装支座，接着測量在各种荷载组合作用下的空心板主梁内力、应カ以及桥墩顶部的应力，计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ并与对应的规范应カ限值比较；
若计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ小于对应的规范应カ限值，则确定桥墩、桥台与空心板主梁之间的连接结构为两个桥台上安装支座，桥墩通过钢筋固结与空心板主梁连接；
若计算得出的在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应力以及桥墩顶部的应カ大于对应的规范应カ限值，则继续拆除桥台内侧桥墩的固结，并在这两个桥墩上安装支座，測量在各种荷载组合作用下的空心板主梁内力、应カ以及桥墩顶部的应カ，计算在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ并与对应的规范应力限值比较；
若计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ小于对应的规范应カ限值，则确定桥墩、桥台与空心板主梁之间的连接结构为两个桥台和桥台内侧桥墩上安装支座，其余的桥墩通过钢筋固结与空心板主梁连接;
若计算得出的在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁的内力、应力以及桥墩顶部的应カ大于对应的规范应カ限值，则继续从空心板主梁两端向空心板主梁中心对称拆除桥墩的钢筋固结并相应的在拆除钢筋固结的桥墩上安装支座，直至空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ小于对应的规范应力限值。所述桥台上的支座为滑板支座。所述桥墩上的支座为板式支座。由于混凝土材料等级不一样，其规范应カ限值不一样，对于主梁C50混凝土 拉应力规范应力限值为I. 83MPa，压应カ规范应力限值为22. 4MPa ;对于桥墩C30混凝土 拉应力规范应力限值为I. 39MPa，压应カ规范应力限值为13. 8MPa。
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按照本发明的实施例，ー种确定矮墩预应カ混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，桥梁包括空心板主梁、空心板主梁两端的桥台和两个桥台之间用于支撑主梁的5个桥墩，具体方法如下
a.将空心板主梁与桥台和桥墩通过钢筋固结在一起，測量在各种荷载组合作用下的空心板主梁内力、应カ以及桥墩顶部的应力，计算在最不利荷载组合(恒载+活载+温度荷载+制动力)下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ；通过计算分析，发现在空心板主梁与桥台和桥墩通过钢筋固结后，在最不利荷载组合エ况下，桥墩顶部的应カ超过规范的限值要求，桥墩会出现拉裂的现象；
b.桥台和桥墩上设置支座，并将空心板主梁放置在支座上，測量在各种荷载组合作用下的空心板主梁内力、应カ以及桥墩顶部的应力，计算在最不利荷载组合(恒载+活载+温度荷载+制动力)下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ；通过计算分析，发现空心板主梁放置在支座上后，即使在最不利荷载组合エ况下，桥墩顶部的应カ满足规范的限值要求，全桥受カ合理，但是，全桥使用支座，支座的使用寿命有限，需要定期更换支座，这将导致増加后期运营成本，降低桥梁服役水平。c.在a步的基础上，从两端对称向中间拆除钢筋固结，首先拆除桥台上的钢筋固结，并在桥台上安装支座，接着測量在各种荷载组合作用下的空心板主梁内力、应カ以及桥墩顶部的应カ，计算在最不利荷载组合(恒载+活载+温度荷载+制动力)下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应カ；继续拆除桥台内侧桥墩的固结，并在这两个桥墩上安装支座，測量在各种荷载组合作用下的空心板主梁内力、应カ以及桥墩顶部的应力，计算在最不利荷载组合(恒载+活载+温度荷载+制动力)下空心板主梁的内力、应カ以及桥墩顶部的应力，按照该方法依次向空心板主梁中心对称拆除桥墩的钢筋固结并相应的在拆除钢筋固结的桥墩上安装支座，直至空心板主梁的内力、应カ以及桥墩应カ满足规范要求；发现当两个桥台和两个桥台内侧的两个桥墩的钢筋固结解除时，在最不利荷载组合エ况下，桥墩顶部的应カ满足规范的限值要求，主梁的受カ非常合理。在b步分析基础上可知，根据全寿命维护理念，支座的数量越少越好，以便降低后期运营成本。因此，将此时的结构处理为最终结构，两个桥台和两个桥台内侧的两个桥墩处安装支座，中间的三个桥墩处通过钢筋固结在主梁上，即结构型式为简支-刚构连续混合体系。本发明所述确定矮墩预应カ混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法提高了桥梁结构的全桥整体性，減少支座维护成本，为矮墩桥梁提供ー种构造型式选择。
图I为本发明所述桥梁的结构示意图。
具体实施例方式如图I所示，ー种确定矮墩预应カ混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，桥梁包括空心板主梁11、空心板主梁11两端的桥台9、10和两个桥台9、10之间用于支撑主梁11的5个桥墩1、2、3、4、5，所述方法如下
a.将空心板主梁11与桥台9、10和桥墩1、2、3、4、5通过钢筋固结在一起，分析在各种荷载组合作用下的空心板主梁11内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应力，计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁11的内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应カ大于对应的规范应カ限值；·
b.桥台9、10和桥墩1、2、3、4、5上设置支座，并将空心板主梁11放置在支座上，分析在各种荷载组合作用下的空心板主梁11内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应力，计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁11的内力、应カ以及桥墩
1、2、3、4、5顶部的应カ小于对应的规范应カ限值；
c.在a步的基础上，从空心板主梁11两端向空心板主梁11中心对称拆除钢筋固结，首先拆除桥台9、10上的钢筋固结，并在桥台9、10上安装支座6，接着分析在各种荷载组合作用下的空心板主梁11内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应力，计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁11的内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应カ大于对应的规范应カ限值；继续拆除桥台内侧桥墩1、5的固结，并在这两个桥墩1、5上安装支座7，分析在各种荷载组合作用下的空心板主梁11内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应力，计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动カ的荷载组合下空心板主梁11的内力、应カ以及桥墩1、2、3、4、5顶部的应カ小于对应的规范应力限值，最终确定桥墩1、2、
3、4、5，桥台9、10与空心板主梁11之间的连接结构为空心板主梁11中心的3个桥墩2、3、4通过钢筋固结8与空心板主梁11连接，其余桥墩1、5和两个桥台9、10上安装支座7、6。桥台9、10上的支座6为滑板支座。桥墩1、5上的支座7为板式支座。
权利要求
1.一种确定矮墩预应力混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，桥梁包括空心板主梁(11 )、空心板主梁(11)两端的桥台(9,10)和两个桥台(9,10)之间用于支撑主梁(11)的多个桥墩(1，2，3，4，5)，其特征是，所述方法如下 将空心板主梁(11)与桥台(9，10)和桥墩(1，2，3，4，5)通过钢筋固结在一起，从空心板主梁(11)两端向空心板主梁(11)中心对称拆除钢筋固结，首先拆除桥台(9，10)上的钢筋固结，并在桥台(9，10)上安装支座(6)，接着测量在各种荷载组合作用下的空心板主梁(11)内力、应力以及桥墩(1，2，3，4，5)顶部的应力，计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动力的荷载组合下空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(1，2，3,4,5)顶部的应力并与对应的规范应力限值比较； 若计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动力的荷载组合下空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(I，2，3，4，5 )顶部的应力小于对应的规范应力限值，则确定桥墩(I, 2，3，4，5)、桥台(9，10)与空心板主梁(11)之间的连接结构为两个桥台(9，10)上安装支座(7，6)，桥墩(1，2，3,4,5)通过钢筋固结(8)与空心板主梁(11)连接； 若计算得出的在恒载+活载+温度荷载+制动力的荷载组合下空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(1，2，3，4，5)顶部的应力大于对应的规范应力限值,则继续拆除桥台(9，10)内侧桥墩(1，5)的固结，并在这两个桥墩(1，5)上安装支座(7)，测量在各种荷载组合作用下的空心板主梁(11)内力、应力以及桥墩(1，2，3，4，5)顶部的应力，计算在恒载+活载+温度荷载+制动力的荷载组合下空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(1，2，3,4,5)顶部的应力并与对应的规范应力限值比较； 若计算得出在恒载+活载+温度荷载+制动力的荷载组合下空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(I，2，3，4，5 )顶部的应力小于对应的规范应力限值，则确定桥墩(1，2，3，4，5)、桥台(9，10)与空心板主梁(11)之间的连接结构为两个桥台(9，10)和桥台内侧桥墩(1，5 )上安装支座(7，6 )，其余的桥墩(2，3，4 )通过钢筋固结(8 )与空心板主梁(11)连接； 若计算得出的在恒载+活载+温度荷载+制动力的荷载组合下空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(1，2，3，4，5)顶部的应力大于对应的规范应力限值，则继续从空心板主梁(11)两端向空心板主梁(11)中心对称拆除桥墩的钢筋固结并相应的在拆除钢筋固结的桥墩上安装支座，直至空心板主梁(11)的内力、应力以及桥墩(1，2，3，4，5)顶部的应力小于对应的规范应力限值。
2.根据权利要求I所述确定矮墩预应力混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，其特征是，所述桥台(9，10)上的支座(6)为滑板支座。
3.根据权利要求I所述确定矮墩预应力混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，其特征是，所述桥墩(1，5)上的支座(7)为板式支座。
全文摘要
本发明涉及预应力混凝土中小桥梁，具体为一种确定矮墩预应力混凝土中小桥梁混合连续体系结构的方法，通过从两端向中心拆除固结并相应的安装支座，提高了桥梁结构的全桥整体性，减少支座维护成本，为矮墩桥梁提供一种构造型式选择。
文档编号E01D1/00GK102787551SQ201210244778
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者张建仁, 彭建新, 邵旭东 申请人:湖南大学, 长沙理工大学