[发明专利]一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法

说明书

本发明公开了一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，包括以下步骤：建立桥梁计算模型；分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；判断弯矩分布是否均匀；若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算，若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度。通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，与现有技术中同联主梁均采用等刚度支座相比，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同联主梁内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小相近，使每个桥墩底部的截面的内力分布更均匀、各墩抗力安全系数趋于一致，保证桥梁的总体安全性能。

技术领域

本发明涉及桥梁设计领域，具体涉及一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法。

背景技术

在山区公路桥梁施工中，拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥型都有建设，但占比较少，而中等跨度的多跨梁式桥梁占绝大多数。总体规模大的中小跨径桥梁，都采用简支或连续的多跨梁式桥梁，每片主梁下面设置2～4块等刚度支座，将梁体支撑于桥墩上，通过伸缩缝和滑板支座与下一联桥梁联接顺适，主梁联与联之间的伸缩缝顺接处，只有竖向支撑力，无法传递水平力。

受山区地形起伏影响，同一联主梁的桥墩，或桥墩高矮差别较大，或桥墩平均高度都很高，而目前多跨梁桥设计时，不论桥墩高矮、不管桥墩位置，同一主梁联长内，桥墩支座均采用等刚度支座，无法调整桥墩高矮刚度影响，导致各墩墩底纵向弯矩差别很大，具体为矮墩弯矩大，高墩弯矩小，各墩安全系数不一致，影响了桥梁的总体安全性能。

发明内容

本发明目的在于：针对目前多跨梁桥设计时，同一主梁联长内，不同高度桥墩、不同位置桥墩均采用等刚度支座，无法调整桥墩高矮刚度影响，导致各墩墩底纵向弯矩差别很大的问题，提供一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，该方法通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同一主梁联长内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小趋于一致。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种山区多跨梁桥同一联桥墩与支座刚度匹配方法，包括以下步骤：

步骤一、建立桥梁计算模型；

步骤二、分析计算得出同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩；

步骤三、判断弯矩分布是否均匀；

步骤四、若弯矩分布不均匀则调整各墩支座刚度后返回步骤二进行重新计算，若弯矩分布均匀则输出各墩支座刚度。

本发明通过建立桥梁模型，分析计算同联主梁各桥墩墩底纵向弯矩，并通过调整各墩支座水平刚度大小使各墩墩底纵向弯矩分布均匀，由于山区桥梁地面起伏较大，桥墩高矮不同；桥墩直径越大、墩高越矮，桥墩水平方向的刚度越大，设置在墩顶的支座水平刚度就越小；桥墩直径越小、墩高越高，桥墩水平方向的刚度越小，设置在墩顶的支座水平刚度就越大；不同高度的桥墩，应设置不同水平刚度的支座，才能保证与桥墩自身刚度相匹配，该方法通过对不同高度桥墩、不同位置桥墩匹配不同水平刚度的支座，与现有技术中同联主梁均采用等刚度支座相比，降低了同联主梁桥墩墩底最大弯矩峰值，保证同联主梁内的所有桥墩墩底纵向弯矩的大小相近，使每个桥墩底部的截面的内力分布更均匀、各墩抗力安全系数趋于一致，保证桥梁的总体安全性能。

作为本发明的优选方案，所述步骤一中是基于ANSYS有限元分析软件平台，建立桥梁计算模型。

作为本发明的优选方案，所述步骤二中各墩支座初始水平刚度相等，如此可以知道在采用等刚度支座情况下，各墩墩底纵向弯矩差异大小，便于后续调整各墩支座水平刚度，与桥墩自身刚度相匹配。

作为本发明的优选方案，所述步骤三中判断弯矩分布是否均匀的标准为各墩墩底纵向弯矩相差小于或等于20％。如此设置可以尽量保证各墩墩底纵向弯矩差异不大，保证同联长内相近截面尺寸的桥墩底部抗力安全系数一致。