[发明专利]一种预应力空心板结构桥面铺装整体化层厚度的确定方法和应用

权利要求书

1.一种预应力空心板结构桥面铺装整体化层厚度的确定方法，其特征在于该方法是：根据桥梁设计图纸、施工技术资料和特殊检查资料，建立符合施工工序和受力特点的有限元模型，分析预应力空心板梁的承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算结果，分析桥面铺装整体化层厚度变化对跨中控制断面抗弯承载力、开裂弯矩和支点控制断面的抗剪承载力的影响和变化规律，进而在对比分析板底永存预压应力和车辆荷载产生的拉应力的的基础上，通过数据拟合，合理确定桥面铺装整体化层的厚度；

该方法的步骤是：

步骤一：建立桥梁结构的有限元模型，包括桥梁所使用空心板裸板和桥面铺装按照主截面和附加截面的形式建立有限元模型；

步骤二：根据桥面铺装整体化层的不同厚度，计算跨中控制截面的抗弯承载力、支点控制截面的抗弯承载力和开裂弯矩，绘制控制截面的抗弯承载力、支点控制截面的抗弯承载力、开裂弯矩三者分别随着桥面整体化层厚度的增加的变化曲线，并复核控制截面的抗弯、抗剪和开裂弯矩是否符合规范要求；

步骤三：计算空心板结构相对于汽车荷载效应和实际有效的活载富裕度，进而推定桥面整体化层厚度变化对活载效应的最终贡献值及其桥面整体化层厚度和活载富裕增量的关系曲线，

随着桥面整体化层厚度的增加，判断活载富裕值；

步骤四：确定运营期车辆通行的荷载状况，荷载状况的确定根据实际通行车辆的荷载状况确定，或者按照规范中的车道荷载确定；计算空心板在不同厚度状态下的扣除结构自重、预应力和收缩徐变效应后的跨中控制断面下缘混凝土的计算永存预压应力和通行荷载下的跨中控制断面的汽车荷载产生的拉应力；

步骤五：根据跨中控制断面下缘混凝土的计算永存预压应力和通行荷载下的跨中控制断面的拉应力计算跨中控制断面下缘混凝土的压应力富余量，进而绘制压应力富余量和桥面整体化层厚度的关系曲线，通过数据拟合，确定压应力富余量为零时对应的桥面整体化厚度，并向下取整作为最优合理厚度值；

步骤六：依据桥梁设计规范要求，按照桥面铺装整体化层厚度参与结构受力复核控制断面的抗弯、抗剪承载力和应力是否满足规范要求，

若以上计算均满足规范要求，桥面整体化层厚度取值步骤五的最优合理厚度值；

若应力状态不能满足规范要求，将铺装层厚度减小10mm，重新进行步骤六的计算，直到结构的抗弯、抗剪承载力和应力验算满足规范要求；

铺装层厚度减小到满足规范要求的厚度值即确定为该桥梁预应力空心板结构桥面铺装整体化层厚度。