[发明专利]一种基于全局最优解计算模型的预制结构布梁计算方法

说明书

本发明公开了一种基于全局最优解计算模型的预制结构布梁计算方法，包括提取桥梁数据、路线数据以及布梁方法；在不同的环境下采用不同的布梁计算方式，构建预制梁布梁的方案选择数学模型；根据不同的主梁类型，以联为单位计算每一跨的弓高值；分类判断在支点偏移或不偏移时，弓高值与护栏调整值、悬臂调整值的关系，在无法满足布梁条件时计算增加湿接缝宽度后的弓高值与护栏调整值、悬臂调整值的关系，根据不同的判断结果调整主梁的布置方式，实现预制梁按全局最优原则在复杂曲线上的布置。本发明能快速准确计算合理的预制梁桥布置方式，适应平行或不平行时的桥梁模型，并计算曲线布梁时的悬臂或湿接缝调整值。

技术领域

本发明涉及公路桥梁技术领域，特别涉及一种基于全局最优解计算模型的预制结构布梁计算方法。

背景技术

随着我国数字化水平的提高，工程数字化程度逐渐加深，越来越多的工程项目开始使用数字化软件进行桥梁设计，而在预制梁布梁计算中，通常人们会使用直线梁折线布置来适应曲线段路线，在这个环节，亟需合理可行的方法解决目前存在的问题。首先，预制梁曲线段以直代曲的布置方式所受影响因素诸多，包括预制梁的类型、曲线半径的大小、预制梁纵向长度、悬臂可加宽的宽度、桥墩偏移布梁以及护栏根据曲线适应进行安装的方式等，且上述几个方面影响因素会灵活组合而产生各异的方案，造成不同路线上布梁方案选择灵活性大、复杂性高；其次，目前手工计算的方式常常仅采用一次迭代计算、既只通过弓高计算来布梁，不再考虑后续可以选择的布梁方式，客观上未达到布梁计算最优解，预制梁布梁最大的难点在于根据不同路段、不同梁型选择最优的布梁方案，目的在于减少悬臂的变化和湿接缝混凝土的用量。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于全局最优解计算模型的预制结构布梁计算方法，能快速准确计算合理的预制梁桥布置方式，适应平行或不平行时的桥梁模型，并计算曲线布梁时的悬臂或湿接缝调整值；可实现工程中布梁位置与湿接缝宽度在任意角度下的精确计算，更好的满足预制梁布置的计算需求。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：一种基于全局最优解计算模型的预制结构布梁计算方法，包括以下步骤：

S1、获得桥梁边线，路线设计线，主梁类型，主梁参数，布梁设置，起终点桩号与跨径表达式，交角基础数据；

S2、根据不同的主梁类型，计算弓高值L；

S3、以跨为单位计算第i跨的弓高值为Li，依次计算出一联内每一跨的弓高Li；

S4、判断联内最大弓高值L是否小于护栏调整值t，若小于t，则无需进行计算直接布梁，若Lt，则进入S5；

S5、判断是否允许主梁支点横移，若允许支点横移且横移后的弓高值小于护栏调整值t，则可通过支点横移布梁；若支点横移后的弓高值大于t或不允许主梁支点横移，则进入S6；

S6、判断是否允许调整悬臂，若允许调整悬臂，则通过加宽悬臂布梁并输出结果；若超出悬臂调整值范围或不允许调整悬臂，则进入S7；

S7、判断是否允许调节湿接缝，若不允许调节湿接缝，则布梁失败；若允许调节湿接缝，则通过增大主梁间湿接缝宽度布梁并输出结果，如湿接缝增加后超过了湿接缝最大值，则根据湿接缝最大值进行布梁。

可选地，在步骤S1中，桥梁边线为实际桥梁所在的左右侧轮廓线，路线设计线为实际路线设计线，主梁类型包含空心板、T梁与小箱梁，主梁参数包括主梁宽度、边梁外悬臂宽、主梁片数，布梁设置包括湿接缝允许范围、现浇段调整范围、护栏调整值、是否允许整体横移、是否允许湿接缝加宽、是否允许悬臂加宽，起终点桩号与跨径表达式是作为定位桥梁的方式，桥梁交角用于区分每一个桥墩位置处跨径线的斜交角，根据以上方案影响因素并根据计算的弓高值建立方案选择数学模型如公式(1)：

PBA＝{DA,TA,TRA,RA,WA,WRA}        公式(1)