专利名称：基于位移影响线的连续刚构桥体外预应力加固设计方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁加固技术，尤其涉及一种基于位移影响线的连续刚 构桥体外预应力加固方法。
背景技术：
桥梁作为交通大动脉的重要组成部分，在国家经济建设与社会发展中发 挥着极为重要的作用。同人的身体一样，桥梁也时常会发生病变，对其采取 合理的加固方法进行处治，就显得尤为重要。体外预应力技术在连续刚构桥 加固处治中已成为一种经常使用的加固方法。但对于常规体外预应力设计技 术而言， 一般采用有限元软件试算进行体外预应力配束，不能充分发挥预应 力束的加固效果，设计效率低下。因此，研发出一种既能快速进行体外预应 力配束，又能充分发挥预应力束加固效果的体外预应力加固设计技术就显得 极其重要。
发明内容
本发明公开了一种基于位移影响线的连续刚构桥体外预应力加固方法， 该方法根据主梁跨中的位移影响线确定体外预应力束的转向位置X及体外预
应力束弯角^ ;根据确定的体外预应力束的转向位置x及体外预应力束弯角 ^布设体外预应力束。对体外预应力束进行张拉、施加预应力。
确定体外预应力束的转向位置X和体外预应力束弯角^的步骤为
1) 理论计算或根据桥梁结构分析软件计算得到主梁跨中截面位移影响线
2) 建立主梁在体外预应力作用下的竖向位移方程 i^[CAx)-Ax-/^。]x "pSin气 为钢束(即体外预应力束，为刚材料)有效预应力，4为钢束横截面积，^为钢束弯角；h为预应力束中心之间的
局度差；
3)位移方程,分别对x、 ^求偏导，使得F,O、 Ff0，即可确定体外预 应力束的转向位置x和体外预应力束弯角0 。
布设体外预应力束的步骤为l)在墩顶横墙上方浇筑齿板，根据确定体
外预应力束的转向位置x和体外预应力束弯角《在x、 x+Zzctge处浇筑两个转 向板；2)按照齿板、第一转向板、第二转向板的路径布设体外预应力束，3) 对体外预应力束进行张拉、施加预应力。
本发明的有益技术效果是从位移影响线方面提出了一种连续刚构桥体 外预应力加固快速设计技术，开拓了体外预应力加固技术的新视野；该技术 理论科学、实施可行、结果可靠，效果突出、效率高。
图1为连续刚构桥箱梁内体外预应力束布置示意图； 图2为体外预应力束受力示意图； 图3为主梁跨中位移影响线示意图。
附图中，第一转向板l，第二转向板2，体外预应力束3，齿板4。
具体实施例方式
下面结合附图作进一步的说明
附图为连续刚构桥箱梁内体外预应力束布置示意图，图中点画线为为 对称中心线，为主梁跨中位置。采用体外预应力束加固桥梁是连续刚构桥加 固技术中经常使用的加固方法，如图中所示，体外预应力束的布设一般为主 梁跨中部位低，两端高，并且水平布设，跨中与两端之间布设的体外预应力 束与水平线之间有一个夹角，即体外预应力束弯角^，体外预应力束从主梁两端到跨中有两次转向。如图2所示，两端的体外预应力束与的跨中体外预 应力束之间有一个高度差h。
体外预应力束设计的关键，就是确定两次转向点N位置(与齿板4的距 离为x，即竖向位移方程中的x)。但对于常规体外预应力设计技术而言，一 般采用有限元软件试算进行体外预应力配束，不能充分发挥预应力束的加固效果。
本发明提出了一种根据主梁跨中的位移影响线来确定体外预应力束的 转向位置x及体外预应力束弯角^;再根据确定的体外预应力束的转向位置x
及体外预应力束弯角p布设体外预应力束。利用位移影响线，可以快速确定 体外预应力束的转向位置和转向角度，充分发挥体外预应力束的加固效果。
参见附图3所示的主梁跨中位移影响线示意图，当车辆驶过桥梁时，桥 梁受到外力的作用会产生竖向位移，位移影响线就是表征外力与桥梁竖向位 移量的的关系的曲线。位移影响线可以通过测量获得。
利用位移影响线进行桥梁的体外预应力加固设计的具体方法为 l)理论计算或根据桥梁结构分析软件计算得到主梁跨中截面位移影响线
2 )建立主梁在体外预应力作用下的竖向位移方程 /&_&'^)]Xc7pt'",ir^， ^为钢束有效预应力，4为体外预应力
束的横截面积，^为体外预应力束的弯角；h为预应力束中心之间的高度差； 3)位移方程,分别对x、 ^求偏导，使得^>=0、 Ff0，即可确定体外预 应力束的转向位置x和体外预应力束弯角^ 。
体外预应力束的转向位置x和体外预应力束弯角^确定后，就可以根据 下述步骤布设体外预应力束1)在墩顶横墙上方浇筑齿板4，根据确定体外预应力束的转向位置x和体外预应力束弯角e在x、 x+Zzctg0处(h为已知)浇 筑第一转向板l，第二转向板2;齿板4、第一转向板l、第二转向板2用于 固定体外预应力束3的位置及布设路径；2)按照齿板4、第一转向板l、第
二转向板2的路径布设体外预应力束；3)对体外预应力束进行张拉、施加预
应力，从而改变桥梁的结构内力状态，提高原桥承载力。
在连续刚构桥主梁内部设置体外预应力束后，提高了桥梁的承载力，延 缓了主梁下挠。可以采用体外预应力束在主梁跨中产生的竖向位移作为桥梁 加固效果评价的指标。
权利要求
1、一种基于位移影响线的连续刚构桥体外预应力加固方法，其特征在于根据主梁跨中的位移影响线确定体外预应力束的转向位置x及体外预应力束弯角θ；根据确定的体外预应力束的转向位置x及体外预应力束弯角θ布设体外预应力束。
2、 根据权利要求1所述的基于位移影响线的连续刚构桥体外预应力加固 方法，其特征在于按照下述步骤确定体外预应力束的转向位置x和体外预 应力束弯角^1) 理论计算或根据桥梁结构分析软件计算得到主梁跨中截面位移影响线2) 建立主梁在体外预应力作用下的竖向位移方程 F = [(/(x) -/(x - /zc,W)]x x A sir^ ， ％为钢束有效预应力，4为钢束横截面积，^为钢束弯角；h为预应力束中心之间的高差；3)位移方程,分别对x、 ^求偏导，使得&=0、 Ff0，即可确定体外预 应力束的转向位置x和体外预应力束弯角e 。
3、 根据权利要求1或2所述的基于位移影响线的连续刚构桥体外预应力 加固方法，其特征在于布设体外预应力束的步骤为l)在墩顶横墙上方浇筑齿板(4),根据确定体外预应力束的转向位置x和体外预应力束弯角^在x、X十/7Ctg6处浇筑两个转向板(1、 2); 2)按照齿板(4)、第一转向板(1)、第二转向板(2)的路径布设体外预应力束(3); 3)对体外预应力束进行张拉、施加预应力。
全文摘要
本发明公开了一种基于位移影响线的连续刚构桥体外预应力加固设计方法。该方法根据主梁跨中的位移影响线确定体外预应力束的转向位置x及体外预应力束弯角θ；根据确定的体外预应力束的转向位置x及体外预应力束弯角θ布设体外预应力束；对体外预应力束进行张拉、施加预应力。本发明的有益技术效果是从位移影响线方面提出了一种连续刚构桥体外预应力加固快速设计技术，开拓了体外预应力加固技术的新视野；该技术理论科学、实施可行、结果可靠，效果突出、效率高。
文档编号G06F17/50GK101510224SQ200810233368
公开日2009年8月19日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者周建庭, 姚国文, 娟 杨, 智 邓 申请人:重庆交通大学