[发明专利]一种连续梁桥及其拉索截面积和弹性体刚度的确定方法

权利要求书

1.一种连续梁桥中拉索截面积和弹性体刚度的确定方法，所述连续梁桥包括连索装置、连续主梁、桥墩和多个桥墩盖梁（7），桥墩包括位于中部的固定墩（2）和位于固定墩（2）两侧的多个非固定墩（3），所述桥墩盖梁（7）上设置有对称的通孔组，所述通孔组包括两个通孔，所述通孔上安装有套管（10）；所述连索装置包括分别贯穿相邻桥墩盖梁（7）上一套管（10）的拉索（1），拉索（1）与连续主梁平行；以固定墩（2）的墩顶中心为原点，拉索（1）的近原点端上设置有第一压块（8）和第一锚具（9），拉索（1）的远原点端上依次设置有第二压块（6）、弹性体（5）和第二锚具（4），第一压块（8）和第二压块（6）分别相较于第一锚具（9）和第二锚具（4）更靠近拉索（1）中心；

所述固定墩为：当连续主梁与桥墩盖梁之间通过固定支座连接时对应的桥墩；所述非固定墩为：当连续主梁与桥墩盖梁之间通过滑动支座连接时，连续主梁可相对对应桥墩盖梁水平运动对应的桥墩；

所述弹性体（5）为套设在拉索（1）上、且位于第二压块（6）与第二锚具（4）之间的弹簧；所述第一压块（8）和第二压块（6）的材质为钢材；所述拉索（1）的材质为钢材；位于中间的桥墩盖梁（7）上的通孔组为两组，通孔总数量为4个，4个通孔分别位于一长方体的四条棱所在直线上；所述第一压块（8）和第二压块（6）的截面为矩形；所述第一压块（8）中间开设有供拉索（1）穿过的第一穿孔，所述第一压块（8）的两端通过环氧树脂分别与桥墩盖梁（7）和第一锚具（9）连接；

所述第二压块（6）中间开设有供拉索（1）穿过的第二穿孔，所述第二压块（6）的一端通过环氧树脂与桥墩盖梁（7）连接，所述弹性体（5）两端通过环氧树脂分别与第二压块（6）的另一端和第二锚具（4）连接；

其特征在于，包括：

采用结构动力学方法计算设定等级地震作用下所有桥墩墩底弯矩M_ij；i为0，1和2，j为自然数，当i=0时，j∈[1，2]，M₀₁和M₀₂分别表示固定墩（2）在右向和左向设定等级地震作用下的墩底弯矩；当i=1时，j∈[1，n]，n为位于固定墩（2）左侧的非固定墩（3）的总数；当i=2时，j∈[1，v]，v为固定墩（2）右侧的非固定墩（3）的总数，M_1j和M_2j分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j个非固定墩（3）的墩底弯矩；

采用结构力学方法计算所有非固定墩（3）的抗推刚度k_pij，i为1和2，当i=1时，j∈[1，n]，当i=2时，j∈[1，v]，k_p1j和k_p2j分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j个非固定墩（3）的抗推刚度；

根据桥墩墩底弯M_ij，分别计算固定墩（2）及其左侧和右侧的所有非固定墩（3）的平均弯矩M_1e和M_2e：

根据平均弯矩M_1e和M_2e，分别计算固定墩（2）左右两侧的非固定墩（3）的墩底弯矩增加至各自对应的平均弯矩M_1e和M_2e时的墩顶剪力Q_ij：

其中，h_1j和h_2j分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j个非固定墩（3）墩高，Q_1j和Q_2j分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j个非固定墩（3）对应的墩顶剪力；

根据平均弯矩M_1e和M_2e，分别计算固定墩（2）的墩底弯矩减小至对应平均弯矩M_1e和M_2e时，需在固定墩（2）顶施加的锚固力F₁₁和F₂₁：

其中，h₀₀为固定墩（2）墩高；根据连续梁桥结构、抗推刚度k_pij、墩顶剪力Q_ij以及锚固力F₁₁和F₂₁构建所述连续梁桥的力学模型；

根据力学模型分别构建关于固定墩（2）左侧和右侧非固定墩（3）的力学方程组：

（i=1,2；i=1时j=1,2,···，n-2；i=2时j=1,2,···，v-2）（1）

（i=1,2；i=1时j=1,2,···，n-2；i=2时j=1,2,···，v-2）（2）

A_ij=F_ij/f （i=1,2；i=1时j=1,2,···，n-2；i=2时j=1,2,···，v-2）（3）

K_si1=∞（4）

F_ij=Q_ij+F_i(j+1) （5）

（6）

（7）

A_ij=F_ij/f （8）

A_i(j+1)=F_i(j+1)/f （9）

其中，f为拉索（1）设计强度；当j不等于1时，F_1j和F_2j分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j-1个非固定墩（3）的拉索（1）拉力，A_1j和A_2j分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j个非固定墩（3）上靠近固定墩（2）一侧的拉索（1）的截面积，k_sij和k_sij分别表示固定墩（2）左侧和右侧第j个非固定墩（3）上弹性体（5）的刚度；

联立方程（1）-（4）求解得到拉索（1）截面积A₁₁至A_1(n-2)和A₂₁至A_1(v-2)、弹性体（5）刚度k_s11至k_s1(n-1)和k_s21至k_s1(n-1)以及F_1(n-1)和F_2(v-1)；

根据F_1(n-1)和F_2(v-1)并联立方程（5）-（9）求解得到拉索（1）截面积A_1(n-1)、A_1n、A_2(v-1)、A_2v、及弹性体（5）刚度k_s1n和k_s2v。