[发明专利]分层浇筑混凝土首层梁受力安全判断方法

说明书

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体公开了分层浇筑混凝土首层梁受力安全判断方法。采用满堂支架施工的分层浇筑混凝土梁一般沿梁高合理分层浇筑，本发明中的方法基于弹性力学理论，推导第二层混凝土浇筑时对首层混凝土梁的应力函数，并根据首层混凝土梁同批次混凝土立方体试块的抗压强度试验值确定首层混凝土梁的受力安全值，节省了施工过程有限元分析所需的大量时间，受力安全判断迅速，流程简单易行，可为支架现浇混凝土梁的施工安全提供保障，避免因浇筑过程中的受力过大的风险，从而出现混凝土梁的断裂或混凝土裂缝而影响桥梁耐久性，保障了混凝土梁长时期服役安全性能，并节约了后期运营维护资金，具有十分显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及交通运输业桥涵工程领域，具体是涉及一种分层浇筑混凝土首层梁受力安全判断方法。

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，分层浇筑混凝土收缩差、支架沉降、混凝土水化温降、施工工艺等稍有不慎将会导致混凝土出现裂缝并加速混凝土的碳化并降低结构的耐腐蚀能力，最终使混凝土梁的强度和稳定性降低，从而会减少结构物的使用寿命，严重影响混凝土的安全与耐久性。对于支架现浇，尤其是采用支架支撑、分层浇筑混凝土梁来说，时常有前期浇筑梁体受力过大引起混凝土开裂、出现安全和耐久性问题出现，从分层浇筑过程体系受力角度研究分析首层混凝土梁的安全状态未见相关文献报道，因此急需一种方法判断支架现浇混凝土梁首层梁的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分层浇筑混凝土梁首层梁受力安全判断方法及装置，分析、提出了首层混凝土梁的受力机理及状态，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，支架、首次混凝土梁、后续浇筑混凝土实为一个传力体系，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，首创了首层混凝土梁受力安全判断方法。

为实现上述目的，一发明，本发明提供了一种分层浇筑混凝土首层梁受力安全判断方法，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：

P＝K₀S＝K₀ω (2)