[发明专利]支架不均匀沉降混凝土梁的受力安全判断方法

说明书

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体公开了支架不均匀沉降混凝土梁的受力安全判断方法。以基础不均匀沉降的相关计算方法为研究的理论基础，基于弹性力学及单位荷载法基本原理，建立了纵梁方向局部支架位移的计算方法和相关公式，有限元方法的计算结果校核表明这种算法的合理性。根据以往工程实践表明，实际工程中不均匀沉降对于结构会引起线形发生改变，使混凝土梁的内力和变形都发生改变，并加速了梁体混凝土裂缝产生的速度，直接影响到桥梁的安全和稳定性，所以分析和研究支架不均匀沉降对混凝土受力的安全判断显得十分重要。本发明可以有效指导考虑不均匀沉降下支架现浇混凝土梁的施工，方法简单，又有利于减少施工成本、缩短工期，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体公开了一种支架不均匀沉降混凝土梁的受力安全判断方法。

背景技术

混凝土梁桥因其施工简单、造价低与受力性能好的特点，得到了越来越广泛的应用。近年来，传统设计及施工中，会根据地质条件对支架不均匀沉降对桥梁带来的影响进行考虑，并在设计中给予桥梁一定程度的安全储备，但由于支架分层浇筑时引发混凝土梁桥支架发生不均匀沉降的原因众多、情况复杂，因此不可能做到面面俱到。此外，纵梁方向局部支架的不均匀沉降势必引起结构的应力发生重新分布，即在结构内部产生附加应力，而引起构件发生破坏。根据以往工程实践表明，实际工程中不均匀沉降对于结构会引起线形发生改变，使混凝土梁的内力和变形都发生改变，并加速了梁体混凝土裂缝产生的速度，直接影响到桥梁的安全和稳定性，所以分析和研究支架不均匀沉降对首层受力的安全判断显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支架不均匀沉降混凝土梁的受力安全判断方法，使得当混凝土梁桥支架发生不均匀沉降时，能够快速判断混凝土梁的受力安全状态。

为了实现上述目的，本发明提供了一种支架不均匀沉降混凝土梁的受力安全判断方法，具体包括：

S1，在硬化的地基上搭设满堂支架，在满堂支架上铺设模板，对满堂支架预压后在模板上绑扎首层钢筋，梁端为简支，浇筑首层混凝土梁，当首层混凝土梁硬化到一定强度时，绑扎第二层混凝土梁的钢筋，浇筑第二层混凝土梁；

S2，获取首层混凝土梁的等截面混凝土梁长及第二层混凝土梁对首层混凝土梁的均布荷载；

S3，采用带弹性支承的分析模型模拟满堂支架对首层混凝土梁的作用，结合第二层混凝土梁对首层混凝土梁的均布荷载构建支座的不均匀沉降的弹性支承首层混凝土梁的基本微分方程；

S4，求解基本微分方程以获取不均匀沉降下的弹性支承首层混凝土梁的内力；

S5，获取不均匀沉降支座的位移，基于弹性支座发生移动的力法方程求解弹性支座移动下的内力；

S5，根据弹性支承首层混凝土梁的内力和弹性支座移动下的内力获取不均匀沉降下的满堂支架分层浇筑首层混凝土梁的拉应力；

S6，获取首层混凝土梁的抗压强度，根据抗压强度获取首层混凝土梁的最大抗拉强度；

S7，根据首层混凝土梁的拉应力和最大抗拉强度判断首层混凝土梁是否出现裂缝。

优选的，上述技术方案中，带弹性支承分析模型的刚性系数为：

式(1)式中：E(m)为支架材料的弹性模量；H(m)为满堂支架高度；A(m)为每平米面积满堂支架的支撑截面的面积；I_my和I_mz分别为满堂支架Y轴和Z轴的惯性矩；μ为泊松比，因为满堂支架主要抗压，忽略其剪切、弯扭，则每延米下满堂支架弹簧刚度K＝E(m)/H(m)。

优选的，上述技术方案中，根据梁的挠曲微分方程及支架顶沉降S与首层梁的挠曲变形协调条件，S＝ω，即：