[发明专利]一种简支钢箱梁预应力筋线形的优选方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种简支钢箱梁预应力筋线形的优选方法。

背景技术

预应力技术广泛应用于现代结构工程中，特别是桥梁工程，预应力钢箱梁主要是在钢箱内设置体外曲线预应力筋而形成的组合结构，对于钢箱梁，预应力筋的引入极大改善了结构的力学特性，提高了桥梁的跨越能力，与普通钢结构相比可节省钢材30％左右，如沈阳市二环路高架桥的建设以及哈尔滨市工农兵桥的修复等均采用了预应力钢箱梁。预应力筋的布置主要为体内预应力筋和体外预应力筋，体内预应力筋主要应用于混凝土桥梁中，而体外预应力筋则大多数应用于桥梁维修加固和预应力钢箱梁。

在钢箱梁中，采用的预应力筋线形多种多样，如直线形、折线形和曲线形等，其中应用最为广泛的还是曲线形。但是，根据现有文献，对于预应力筋线形的选择并没有进行系统的研究，因而预应力筋的作用未能充分发挥，然而现阶段由于预应力钢箱梁的大量应用，那么该方面的研究及发明更具必要性。但是，由于受剪力滞后效应影响，该类结构力学分析更趋复杂，与混凝土箱形梁桥相比较，预应力钢箱梁的梁壁更薄，那么不对其进行更加细致的力学分析，可能会造成该类结构的局部开裂、局部失稳，或更加严重的桥梁病害。

发明内容

本发明目的是：提供一种力学分析准确，且能够很好发挥其获取预拱度和施加预应力的双重作用，使钢箱梁处于更加良好的力学状态，有利于避免梁体开裂、局部失稳等不良病害，进而提高该类结构耐久性的简支钢箱梁预应力筋线形的优选方法。

本发明的技术方案是：一种简支钢箱梁预应力筋线形的优选方法，包括以下步骤：

步骤1)：在分析钢箱梁的竖向弯曲时引入3个广义位移，即w(x)为箱梁竖向挠度，u(x)为箱梁翼板的最大纵向翘曲位移差函数，θ(x)为箱形截面梁关于z轴的竖向转角，且x为梁跨方向，则箱形梁翼板的纵向位移可表示为：

U(x,z)=±h[θ(x)+(1-z2b2)u(x)]---(1)]]>

式中：b为箱梁净宽的一半；

h为箱形梁截面竖向y坐标；

步骤2)：(1)腹板变形势能

V1=12EIw∫0l(θ′)2dx---(2)]]>

(2)翼板变形势能