【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大跨径箱梁拼装拓宽，尤其是涉及一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法及系统。
技术介绍
1、箱梁是既有高速公路桥梁中常见的梁截面类型，在对箱梁桥的改扩建工程中，旧桥拼宽能够充分利用现有结构，节约经济成本，是一种常见的方式。
2、为减小拼宽两侧箱梁间的挠曲变形差，一种实用的方法是设置横隔板。但是，横隔板的设计过程中存在设计优化方法不明确的问题，时常导致设计过度冗余，浪费材料，延长工期的情况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法及系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术明确了横隔板设计优化流程，通过优化横隔板截面尺寸以增加横隔板间距，减少横隔板数量，能够有效缩减工程量，避免过度的设计冗余，减少人力、物力浪费，提高工程项目的经济性。
4、本专利技术第一方面提供了一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，包括以下步骤：
5、s1：提出拼宽连接方案：确立横隔板间纵向间距l、横隔板截面高度h、横隔板截面宽度b、以及横隔板材料弹性模量e；
6、s2：初步验算拼宽连接方案：选择的设计规范对s1中拼宽连接方案进行承载力验算分析，若不满足规范要求则退回s1修改，若满足规范要求进入下一步骤；
7、s3：优化拼宽连接方案中横隔板间纵向间距l：增大横隔板间距l并进行承载力验算分析，直至验算结果不满足规范要求，取
8、s4：优化拼宽连接方案中横隔板截面高度h、横隔板截面宽度b：分别增大横隔板截面高度或横隔板截面宽度，即增大截面惯性矩i的计算值；；
9、s5：校验拼宽连接方案中横隔板截面高度h、横隔板截面宽度b的取值极限、横隔板间纵向间距l的取值极限：判断增大后的横隔板截面高度h、横隔板截面宽度b是否分别达到高度极值为hmax、宽度极值为bmax，若未达到极值，等值增大横隔板间距并进行承载力验算分析，直至验算结果不满足规范要求，取最后满足规范要求的横隔板间距li(1＜i≤n)，记录当前组合为bi、hi、li组合为pi(1＜i≤n)，并退回s4，若达到极值，则进入s6；
10、s6：优化拼宽连接方案中横隔板间纵向间距l、横隔板截面高度h、横隔板截面宽度b：在横隔板截面高度h、横隔板截面宽度b的取值为高度极值hmax、宽度极值bmax的情况下，增大横隔板间距的取值并进行承载力验算分析，直至验算结果不满足规范要求，取最后满足规范要求的横隔板间距ln，记录满足规范要求的bn、hn、ln组合为pn；
11、s7：确立最佳拼宽连接方案：选取p1-pn中一种组合用于确立拼宽连接方案。
12、进一步地，在步骤s2、s3、s4、s5、s6中，承载力验算分析的具体步骤为：
13、建立有限元数值分析模型；
14、计算拼宽连接方案中横隔板的作用组合效应值；以及
15、按照选取规范对承载力进行验算。
16、更进一步地，所述承载力验算分析的具体公式为：
17、γ0s≤r；
18、r＝r(e，h，b)；
19、其中，γ0为桥梁结构重要性系数，据桥梁结构设计安全等级确定；s为作用组合的效应设计值；r为承载力设计值，e为横隔板材料弹性模量，b为横隔板截面宽度，h为横隔板截面高度。
20、r为本领域技术人员通过相关计算公式直接可以得到，其中由e可查询材料强度设计参数，由h、b可查询几何设计参数有关，然后查询设计文件得到设计值。这些参数都是本领域技术人员可以知晓并根据实际情况唯一确定的。
21、进一步地，在步骤s4和s5中，先增大横隔板截面高度h，当h增大至hmax后，再增大横隔板截面宽度b至bmax。
22、进一步地，在步骤s4和s5中，所述横隔板高度极值hmax不大于横隔板所在断面位置处箱梁的梁高。
23、更进一步地，在步骤s4和s5中，当横隔板截面下缘以上5cm范围内设有箱梁纵向预应力钢筋，横隔板高度极值hmax应取为hmax+5cm，且高度极值hmax不超过横隔板所在断面位置处箱梁的梁高。
24、进一步地，在步骤s4和s5中，所述横隔板宽度极值bmax满足以下要求：
25、bmax≤1/3hmax；
26、bmax≤0.2ln；
27、其中，ln为横隔板间的纵向间距。
28、进一步地，在步骤s4和s5中，对横隔板截面宽度b、横隔板截面高度h取值增加进行迭代计算，具体为：
29、首先横隔板截面宽度b、横隔板截面高度h的单次增量取为10％b、10％h；
30、当无法满足所选取规范的承载力计算要求时，横隔板截面宽度b、横隔板截面高度h的单次增量取值减小为1％b、1％h；
31、当无法满足所选取规范的承载力计算要求时，横隔板截面宽度b、横隔板截面高度h的单次增量取值减小为0.1％b、0.1％h；
32、当无法满足所选取规范的承载力计算要求时停止迭代，退出循环；
33、并且，当前所记录的组合n中，横隔板截面宽度b、横隔板截面高度h的累计增量不应大于pn-1中各项的50％。
34、进一步地，在步骤s7中，选取最合适的方案的公式为：
35、opt＝min{costpi×comtpi}；
36、式中，costpi为拼宽连接方案pi对应的施工成本合计，comtpi为施工可行性评分，采用专家评价法对拼宽连接方案pi进行评分；
37、其中，
38、costpi＝ri+ci+ji+ti；
39、式中，ri为拼宽连接方案pi对应的人工使用成本，ci为拼宽连接方案pi对应的材料使用成本，ji为拼宽连接方案pi对应的机械使用成本，ti为其他施工成本。
40、本处的经济核算是本领域常见的技术，涉及“工程经济”的相关基本内容，在工程财务领域可容易计算求得，基本公式为：成本＝用量×单价。这些参数都是本领域技术人员可以知晓并根据实际情况唯一确定的。
41、本专利技术第二方面提供了一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接系统，包括：
42、存储器，用于存储计算机程序；
43、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法的步骤。
44、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
45、(1)本专利技术通过优化横隔板截面尺寸以增加横隔板间距，减少横隔板数量，能够有效缩减工程量，避免过度的设计冗余，减少人力、物力浪费，提高工程项目的经济性。
46、(2)本专利技术的具体步骤可提供一套完整可行的横隔板拼宽方案优化流程，便于设计人员优化设计，减少工时，提高效率。
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1.一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤S2、S3、S5、S6中，承载力验算分析的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，所述承载力验算分析的具体公式为：
4.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤S4和S5中，先增大横隔板截面高度h，当h增大至hmax后，再增大横隔板截面宽度b至bmax。
5.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤S4和S5中，所述横隔板高度极值hmax不大于横隔板所在断面位置处箱梁的梁高。
6.根据权利要求5所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤S4和S5中，当横隔板截面下缘以上5cm范围内设有箱梁纵向预应力钢筋，横隔板高度极值hmax应取为hmax+5cm，且高度极值hmax不超过横隔板所在断面位置处箱梁的梁高。
7.根据权利要求1
8.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤S4和S5中，对横隔板截面宽度b、横隔板截面高度h取值增加进行迭代计算，具体为：
9.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤S7中，选取最合适的方案的公式为：
10.一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤s2、s3、s5、s6中，承载力验算分析的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，所述承载力验算分析的具体公式为：
4.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤s4和s5中，先增大横隔板截面高度h，当h增大至hmax后，再增大横隔板截面宽度b至bmax。
5.根据权利要求1所述的一种大跨径箱梁桥横向变形协调拼接方法，其特征在于，在步骤s4和s5中，所述横隔板高度极值hmax不大于横隔板所在断面位置处箱梁的梁高。
6.根据权利要求5所述的一种大跨径...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟纯耀，郑楠，夏骥，肖海健，陈敏锋，余思昕，石雪飞，宋军，朱超宇，
申请(专利权)人：广东省高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：
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