[发明专利]分层浇筑混凝土梁合理高度的判断方法

说明书

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体公开了分层浇筑混凝土合理高度的判断方法。混凝土梁沿梁高合理分层浇筑，充分利用先浇筑部分的结构自身承载力，通过计算适当采取相应措施，使其承担自身荷载及后续剩余混凝土梁的施工荷载，从而可以简化混凝土梁结构施工的模板支撑体系。基于分层浇筑混凝土梁首层混凝土梁应力安全状态下，在设计过程中应合理减小第二层浇筑的高度，对采用满堂支架分层浇筑的混凝土梁设计及施工提供了参考，为分层浇筑的连续梁支架及基础支撑体系设计、混凝土梁分层高度确定等提供了参考方法和依据，并有利于控制梁的早期应变、减少后期徐变，降低混凝土出现裂缝的概率，从而保障桥梁结构的耐久性，极具工程和社会意义。

技术领域

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体设计一种基于分层浇筑混凝土梁首层梁应力安全状态下分层浇筑混凝土梁合理高度的判断方法。

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。针对于支架现浇，尤其是采用满堂支架支撑、分层浇筑的混凝土梁来说，混凝土分层或分段浇筑时，首段或先行浇筑区段混凝土梁，根据首层浇筑梁下有无满堂支架支撑，可分为单跨梁计算模型和多跨梁计算模型。其受力计算时，仅考虑所对应计算模型，分层浇筑各段梁中最不利一段的施工荷载，不同的分层浇筑高度直接决定了后续浇筑混凝土梁的直接传递到首层的重量，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，若分层高度配置不合理，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，配置合理的分层高度。

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，根据第二层混凝土梁的允许重量得到第二层混凝土梁的允许高度。

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：Em为支架材料的弹性模量；Hm为满堂支架高度；Am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＝Em/Hm。

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：

P＝K₀S＝K₀ω (2)