[发明专利]分层浇筑混凝土合理支架高度的判断办法

说明书

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体公开了一种分层浇筑混凝土合理支架高度的判断方法。但对于支架现浇，尤其是采用满堂支架支撑、分层浇筑混凝土梁来说，支架的高度与刚度相互联系，影响着首层混凝土梁的受力。前期浇筑的混凝土易在墩顶负弯矩区或跨中最大正弯矩区出现拉应力形成初始拉应变，致使混凝土早期受力产生较大后期徐变，降低了成桥阶段的应力储备，当拉应力达到混凝土抗拉强度时导致梁体混凝土开裂。本发明基于分层浇筑混凝土梁首层梁应力安全状态下，提出了分层浇筑混凝土合理支架高度的判断办法，具体施工时，选择最优的支架方案，为实际生产节约时间、节约成本，具有良好的工程与经济效益。

技术领域

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，本专利基于分层浇筑混凝土梁首层梁应力安全状态下，提出了分层浇筑混凝土合理支架高度的判断办法。

背景技术

混凝土桥梁以良好的受力性能、使用性能及施工成熟性等优点在桥梁建设中被广泛采用。混凝土梁多数并非一次浇筑成型，尤其是梁的高度较高或是细部构造复杂的混凝土梁，一般需要进行多次的分层浇筑。但对于支架现浇，尤其是采用满堂支架支撑、分层浇筑混凝土梁来说，支架的高度与刚度相互联系，影响制约着首层混凝土梁的受力情况。前期浇筑的混凝土易在墩顶负弯矩区或跨中最大正弯矩区出现拉应力形成初始拉应变，致使混凝土早期受力产生较大后期徐变，降低了成桥阶段的应力储备，当拉应力达到混凝土抗拉强度时导致梁体混凝土开裂。不同的满堂直接决定了后续浇筑混凝土梁对首层的应力状况，此时首层混凝土梁将产生弯矩变形，在跨中梁底出现拉应力，若支架高度配置不合理，容易导致首层混凝土梁开裂，影响到混凝土梁的安全及耐久性。

发明内容

本发明的目的在于提供分层浇筑混凝土梁支架的合理高度的判断办法，采用弹性力学平面问题分析方法，把后续浇筑混凝土作为荷载，推导了体系中首层混凝土梁的受力函数，结合混凝土强度发展规律，在保证首层混凝土梁受力下，配置合理的满堂支架高度。

为实现上述目的，本发明提供了一种分层浇筑混凝土合理支架高度的判断方法，具体包括：

S1，在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首层混凝土梁的微分方程；

S4，求解微分方程以获取首层混凝土梁的拉应力；

S5，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；

S6，根据首层混凝土梁的拉应力和最大抗拉强度的关系求解得到第二层混凝土梁的允许重量；

S7，在容许最大抗拉强度、第二层混凝土梁的允许重量下，由首层混凝土梁的拉应力和最大抗拉强度的关系求解出隐函数未知量，根据隐函数未知量求解满堂支架的允许高度。

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与首层梁的挠曲变形协调条件，S＝ω，即：

P＝k₀S＝k₀ω (2)