預應力混凝土橋梁調束快速方法技術

預應力混凝土橋梁調束快速方法，以有效提高預應力混凝土橋梁的設計效率。按如下步驟進行：1)確定結構的幾何尺寸、單元節點組成、邊界條件及施工階段劃分，組建有限元模型；2)計算成橋階段影響線加載的活載效應，只改變荷載向量，重復利用總剛度三角分解后結果計算結構活載效應，計算機內存中保存結構的活載效應；3)調整預應力鋼束；4)依次精確計算各施工階段的結構效應，保存各施工階段的剛度矩陣三角分解結果供下一次調束計算時使用；5)將最后一個施工階段的結構效應與步驟2的結構活載效應進行荷載組合；6)根據荷載組合結果計算結構的內力、應力和位移；7)重復循環步驟3、4、5、6，直到步驟6得到的計算結果滿足規范要求，計算結束。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是預應力混凝土橋梁設計方法，具體為預應力混凝土橋梁快速調束方法。
技術介紹
近年來我國在土木工程投資和建設規模方面均居世界前列。在混凝土工程和預應力技術應用方面取得了巨大進步。近二三十年來，我國預應力混凝土橋梁發展很快，無論橋型、跨度以及施工方法與技術方面都有了突破性發展。現有的預應力混凝土橋梁結構分析一般要經過：組建有限元模型、調整預應力鋼束、施工階段計算、成橋活載效應計算和荷載組合分析等過程。其中預應力鋼束布置往往需要經過大量的調束嘗試來確定，現有的調束計算方法每調整一次預應力鋼束，就要重新進行各施工階段和成橋階段活載效應計算。其中計算成橋階段活載效應，由于需要進行影響線計算和動態規劃法加載，所以最耗費計算機時間，這就必然導致計算效率低下。為了提高預應力混凝土橋梁的計算效率，首先要能夠快速的獲得調束結果，這就需要從計算方法上做出專利技術和創新。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種預應力混凝土橋梁調束快速方法，以有效提高預應力混凝土橋梁的設計效率。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案如下：本專利技術的預應力混凝土橋梁快速調束的方法，按如下步驟進行：1)確定結構的幾何尺寸、單元節點組成、邊界條件及施工階段劃分，組建有限元模型；2)計算成橋階段影響線加載的活載效應，對結構總剛度矩陣進行一次三角分解，計算活載時只改變荷載向量，重復利用總剛度三角分解后結構計算結構活載效應，計算機內存中保存結構的活載效應，供后續的荷載組合使用；3)調整預應力鋼束；4)依次精確計算各施工階段的結構效應，粗略計算時忽略鋼束變化對截面幾何特性的影響，保存各施工階段的剛度矩陣三角分解結果供下一次調束計算時使用；5)將最后一個施工階段的結構效應與步驟2的結構活載效應進行荷載組合；6)根據荷載組合結果計算結構的內力、應力和位移；7)重復循環步驟3、4、5、6，直到步驟6得到的計算結果滿足規范要求，計算結束。本專利技術的有益效果是，將最耗費計算機時間的結構活載效應計算前置并保存計算結果，結構活載效應計算結果可以為每次調束使用；計算活載效應時，保存結構總剛度矩陣的三角分解結果，當單位荷載移位時只需要改變荷載向量，從而提高了矩陣求解速度，有利于提高橋梁設計效率。附圖說明本說明書包括如下兩幅附圖：圖1是現有通用預應力混凝土橋梁調束快速方法的流程圖；圖2是本專利技術預應力混凝土橋梁調束快速方法的流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。參照圖2，本專利技術的預應力混凝土橋梁快速調束的方法。本專利技術目的的實現方式為，將結構的活載效應計算前置，按如下步驟進行：1)確定結構的幾何尺寸、單元節點組成、邊界條件及施工階段劃分，組建有限元模型；2)計算成橋階段影響線加載的活載效應，為了提高計算效率只對結構總剛度矩陣進行一次三角分解，計算活載時只改變荷載向量，重復利用總剛度三角分解后結果計算結構活載效應，計算機內存中保存結構的活載效應，供后續的荷載組合使用；3)調整預應力鋼束；4)依次精確計算各施工階段的結構效應。粗略計算時可忽略鋼束變化對截面幾何特性的影響，保存各施工階段的剛度矩陣三角分解結果供下一次調束計算時使用；5)將最后一個施工階段的結構效應與步驟2的結構活載效應進行荷載組合；6)根據荷載組合結果計算結構的內力、應力和位移；7)重復循環步驟3、4、5、6，直到步驟6得到的計算結果滿足規范要求，計算結束。所述步驟(2)中活載效應計算如下：成橋階段的結構總剛度矩陣為[K]，用改進平方根法將結構總剛度矩陣[K]分解為三個矩陣的乘積：[K]＝[L][D][L]T(1)式(1)中：[L]為主對角元為1的下三角矩陣，[D]為僅有主對角元的矩陣。可詳細表示如下：將矩陣[L]和[D][L]T保存在內存中，為了后續的計算使用。矩陣[K]分解之后，結構總體節點平衡方程為：[L][D][L]T{x本文檔來自技高網...

【技術保護點】
預應力混凝土橋梁快速調束的方法，按如下步驟進行：1)確定結構的幾何尺寸、單元節點組成、邊界條件及施工階段劃分，組建有限元模型；2)計算成橋階段影響線加載的活載效應，對結構總剛度矩陣進行一次三角分解，計算活載時只改變荷載向量，重復利用總剛度三角分解后結果計算結構活載效應，計算機內存中保存結構的活載效應，供后續的荷載組合使用；3)調整預應力鋼束；4)依次精確計算各施工階段的結構效應，粗略計算時忽略鋼束變化對截面幾何特性的影響，保存各施工階段的剛度矩陣三角分解結果供下一次調束計算時使用；5)將最后一個施工階段的結構效應與步驟2的結構活載效應進行荷載組合；6)根據荷載組合結果計算結構的內力、應力和位移；7)重復循環步驟3、4、5、6，直到步驟6得到的計算結果滿足規范要求，計算結束。

【技術特征摘要】
1.預應力混凝土橋梁快速調束的方法，按如下步驟進行：
1)確定結構的幾何尺寸、單元節點組成、邊界條件及施工階段劃分，
組建有限元模型；
2)計算成橋階段影響線加載的活載效應，對結構總剛度矩陣進行一
次三角分解，計算活載時只改變荷載向量，重復利用總剛度三角分解后結
果計算結構活載效應，計算機內存中保存結構的活載效應，供后續的荷載
組合使用；
3)調整預應力鋼束；<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊詠漪，劉發明，陳克堅，陳列，何庭國，李慧君，
申請(專利權)人：中鐵二院工程集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：四川;51