¿Método de diseño para la ingeniería de refuerzo de puentes en arco de gran luz?

El método de diseño de la ingeniería de refuerzo de puentes de arco de gran luz es muy importante. Sólo comprendiendo el método de diseño podemos resolver mejor los problemas prácticos. El manejo de cada detalle es muy crítico. Zhongda Consulting le explicará el método de diseño de la ingeniería de refuerzo de puentes en arco de gran luz.

Los planes de refuerzo para puentes de arco de gran luz generalmente incluyen contenidos y pasos de construcción más complejos. Durante el proceso de refuerzo de todo el puente, a menudo es necesario utilizar el método de sección transversal ampliada o el método de pegado. Fortalecer el anillo del arco principal y reforzar la parte superior del arco. Construcción y demolición y reposición de sistemas de tablero de puente. El arco sin bisagras es una estructura tridimensional estáticamente indeterminada. Durante el complejo proceso de construcción del refuerzo, la distribución de la rigidez cambia causada por el refuerzo de la propia estructura del arco, los cambios en la secuencia de adición/descarga de carga en el arco y diferentes combinaciones de estos dos. Se adoptan estos aspectos. La implementación del refuerzo en diferentes secuencias de construcción tendrá un impacto significativo en la distribución de fuerzas internas de la estructura durante y después del refuerzo. Lo que es más importante es que durante el proceso de demolición del edificio del arco, la desviación del eje del anillo del arco principal de la línea de presión de carga es cada vez mayor. Si el diseño de la secuencia de refuerzo no es razonable, fácilmente causará que el anillo del arco. al crack y otras enfermedades. Por lo tanto, la secuencia de refuerzo y el diseño del programa de carga durante el proceso de refuerzo de puentes de arco de luces largas son cuestiones clave, que tienen un impacto importante en la seguridad del refuerzo y en la capacidad portante y el estado de carga de la estructura. En cuanto al diseño de la secuencia de refuerzo de puentes de arco, utilizando como demostración el refuerzo de un puente de arco de piedra, se analizan y comparan las fuerzas internas de diferentes procesos constructivos, y se propone un proceso de refuerzo razonable y ajustando la posición del; carga del edificio en el arco, la línea de presión de carga muerta y la La desviación del eje del arco se usa para reducir la fuerza interna del anillo del arco desnudo, y la línea de influencia se usa para derivar un proceso de ajuste de carga razonable para el edificio en el arco.

1. Base teórica para el diseño de secuencia de refuerzo razonable

Para mantener el puente en arco en un estado seguro durante el proceso de refuerzo y en un estado de carga ideal después del refuerzo, Es necesario garantizar que los componentes principales que soportan la carga: el anillo del arco principal tenga suficiente resistencia, rigidez y estabilidad, y se diseñe una buena secuencia de refuerzo. Para puentes de arco bajo refuerzo y después del refuerzo, el problema de estabilidad estructural no es importante, excepto en algunas condiciones especiales, la rigidez estructural se refleja en la deflexión del puente bajo la acción de la carga viva después de completar el refuerzo, por lo que no se considera durante el proceso; proceso de refuerzo. En resumen, el diseño de la secuencia de refuerzo del puente en arco debe tomar como indicador principal la resistencia del anillo del arco principal, es decir, la capacidad de carga. Por supuesto, una vez determinada la secuencia de refuerzo, la resistencia, rigidez y estabilidad de la estructura en cada etapa del proceso de refuerzo deben calcularse total y minuciosamente para garantizar la seguridad del puente.

1.1 El parámetro clave de la capacidad de carga estructural del puente en arco: la excentricidad, el principal componente de carga del puente en arco, el anillo del arco principal. Por lo general, hay momentos de flexión y fuerzas axiales en cada sección. y el análisis se realiza según los componentes de flexión. En el cálculo de la capacidad de carga de elementos a flexión, la excentricidad de la fuerza resultante sobre la sección es un parámetro clave. Para puentes de arco de mampostería, se deben utilizar diferentes métodos y fórmulas para calcular la capacidad de carga en diferentes rangos en función de la excentricidad. De acuerdo con el "Código de diseño para puentes y alcantarillas de mampostería de carreteras", cuando la excentricidad e≤[e0] (e=M/N, M y N son el momento flector y la fuerza axial en la sección respectivamente), se calcula la capacidad de carga. usando la ecuación (1):

(1)

Cuando e>[e0], use la fórmula (2) para calcular la resistencia de la sección transversal: Excentricidad unidireccional: (2a )

Excentricidad bidireccional: (2b)

El análisis teórico y una gran cantidad de resultados de cálculos de puentes muestran que la resistencia calculada por el lado derecho de la ecuación (2) suele ser menor. que el efecto de la carga, mientras que la capacidad de carga calculada por el lado derecho de la ecuación (1) a menudo cumple con los requisitos, es decir: cuando la excentricidad resultante en la sección es e≤[e0], la capacidad de carga de la sección es suficiente, y viceversa. Con base en esto, el autor utiliza la relación relativa entre la excentricidad e y [e0] para reflejar si se satisface la capacidad de carga estructural. Al diseñar la secuencia de refuerzo, calcule la excentricidad e de cada sección y asegúrese de que e esté siempre dentro de la envolvente de su valor permitido [e0] si e≤[e0] no se satisface en una determinada etapa, ajuste la secuencia de refuerzo hasta e; Hasta que se supere el límite. Una vez determinada la secuencia de construcción del refuerzo del puente de arco, se debe verificar la capacidad de carga de cada etapa de la construcción para garantizar que la capacidad de carga de cada sección durante el proceso de refuerzo siempre cumpla con los requisitos y que la estructura sea siempre segura y confiable. Por lo tanto, es razonable y eficaz utilizar la relación relativa entre la excentricidad y su valor permisible para describir si se puede alcanzar la capacidad de carga.

1.2 Línea de influencia de excentricidad

Para aprovechar al máximo la excentricidad e para ayudar en el diseño de la secuencia de refuerzo, se introduce el concepto de "línea de influencia de excentricidad". La línea de influencia de la excentricidad se refiere al patrón de cambio (curva) de la excentricidad resultante de una determinada sección cuando una carga unitaria en movimiento actúa sobre la estructura de acuerdo con el método de cálculo de e, la excentricidad se puede calcular a partir de las líneas de influencia de la flexión; momento M y la fuerza axial N La línea de influencia se obtiene dividiendo el valor de influencia de la línea de influencia M de la sección por el valor de influencia de la posición correspondiente en la línea de influencia N. La línea de influencia de la excentricidad refleja de manera integral el patrón cambiante de la línea de influencia M y la línea de influencia N. El papel importante de la línea de influencia de excentricidad es que durante el proceso de diseño de programas de carga (descarga), se puede utilizar para indicar de forma intuitiva, conveniente y precisa qué sección del arco está cargada o descargada para aumentar o disminuir la excentricidad resultante de la sección. Como máximo, es fácil controlar el cambio de la excentricidad resultante.

1.3 Principales medidas y medios técnicos para el diseño de la secuencia de refuerzo razonable de puentes en arco.

El diseño de la secuencia de refuerzo de puentes en arco debe incluir el refuerzo del anillo del arco, la demolición y reconstrucción de los edificios en el arco y la adición de otras cargas muertas. Teniendo en cuenta la descarga en conjunto, el anillo del arco principal sufrirá cambios en la rigidez y distribución de resistencia de todo el arco debido a cambios en el orden de refuerzo y refuerzo. , lo que conducirá a cambios en la distribución de fuerzas internas en el sistema. Desde la perspectiva del diseño de la secuencia de refuerzo, aunque este tipo de cambios estructurales a medida que avanza la construcción aumenta la complejidad del diseño, también puede convertirse en un medio de control cuando se utiliza correctamente, logrando mejores resultados al controlar el efecto del refuerzo. Por lo tanto, al diseñar una secuencia de refuerzo razonable para puentes en arco, las principales medidas y medios técnicos que se pueden adoptar son: ① Ajuste de la secuencia de refuerzo de cada sección del anillo del arco principal ② Diseño de procedimientos de carga (descarga); Ajuste del contrapeso cuando sea necesario. En resumen, en principio, el diseño de una secuencia de refuerzo razonable para puentes en arco se logra controlando la excentricidad e para que no exceda su valor permitido [e0] durante el proceso de construcción; los medios específicos de implementación incluyen ajustar la secuencia de refuerzo del arco; anillo, agregando (descargando) cargas Secuencia y ponderación. En el proceso de control anterior, el propósito de que la estructura esté en un estado seguro durante el proceso de refuerzo y en un estado de soporte de carga más ideal después de lograr el refuerzo.

2. Método de diseño de secuencia de refuerzo: método de línea escalonada

2.1 Método de diseño de secuencia de refuerzo: método de línea escalonada y pasos En el método de diseño de secuencia de refuerzo propuesto por el autor: método de línea escalonada, la línea de paso se refiere a la línea obtenida conectando el valor de control de la excentricidad resultante de la sección transversal de cada etapa de refuerzo como la ordenada y el número de secuencia de la etapa de refuerzo correspondiente como la abscisa. Esta línea generalmente cambia con la secuencia de refuerzo.

La idea general del método de línea escalonada es: seleccionar la sección de control y dibujar la influencia de la excentricidad en el estado correspondiente, y establecer un diagrama de línea escalonada de la excentricidad de la sección en el estado inicial (; N = 0), en el diagrama de línea de paso Señale los puntos correspondientes al valor real de la excentricidad y sus valores permitidos en los bordes superior e inferior de la sección (es decir, los puntos de la línea de paso superior e inferior) y calcule la distancia entre el punto de la línea de paso superior y el eje horizontal y el punto de la línea de paso inferior y el eje horizontal. Divídalos en m segmentos (m = 4 en este artículo) para formar líneas de paso de control posteriores, *** correspondientes a m 1. líneas de paso; seleccione la línea de paso enésima (≤m 1) como control (orden) para la línea de diseño posterior en cada etapa del diseño de la secuencia de refuerzo, en función de la relación relativa entre el valor de excentricidad real de la etapa actual y el control; línea de orden, la excentricidad de la siguiente etapa se calcula después de seleccionar el contenido de refuerzo/carga apropiado en la distancia de la línea de influencia de excentricidad y los puntos de la línea de paso de control, y asegúrese de que la excentricidad real esté dentro del rango de valores de control; use el mismo método para completar; la disposición secuencial de todas las etapas de refuerzo. En el proceso de diseño utilizando el método de línea escalonada, se recomienda:

2.1.1 Clasificar todos los contenidos de la construcción de refuerzo según sus efectos en la sección, como aumentar la excentricidad de la sección o aumentar la transversal. excentricidad de la sección después de adoptar esta medida de refuerzo Reduzca y divida todo el contenido de refuerzo en dos categorías, de esta manera, durante el proceso de diseño, se puede seleccionar rápidamente el apropiado de las dos categorías según sea necesario.

2.1.2 Para garantizar que la deformación y la tensión de la estructura sean estables durante el proceso de refuerzo, se deben evitar grandes fluctuaciones en la excentricidad de las dos etapas adyacentes desde una perspectiva general de todo el refuerzo. proceso.

2.1.3 En el proyecto de refuerzo, la construcción de la sección del anillo del arco principal donde se amplía la sección transversal cambiará directamente los parámetros importantes de la sección transversal. Estas etapas deben organizarse antes de la etapa. con el valor máximo o mínimo de excentricidad.

2.1.4 Debe combinarse con experiencia real en ingeniería para aumentar la velocidad.

Cabe señalar que el método de la línea escalonada sólo puede proporcionar una secuencia utilizable para el refuerzo de puentes de arco de mampostería específicos, y este procedimiento de refuerzo no es óptimo. Sin embargo, se pueden utilizar métodos similares para optimizar gradualmente la secuencia de refuerzo existente de acuerdo con restricciones o indicadores a través de un proceso iterativo.

2.2 Verificación y monitoreo después de determinar la secuencia de refuerzo

Para garantizar la implementación segura y sin problemas del refuerzo, es necesario verificar (calcular) después de determinar la secuencia de refuerzo : ① La resistencia de la estructura de carga en todas las etapas Si cumple con los requisitos; ② Si aparece un arco desnudo, si su estabilidad longitudinal y lateral cumple con los requisitos bajo la acción de su propio peso y carga; ③ El valor de deflexión de; el punto de control de deflexión del anillo del arco principal en todas las etapas. Durante todo el proceso de construcción del refuerzo, la deflexión de cada punto de control de deflexión debe monitorearse cuidadosamente y compararse con los resultados del cálculo anterior. Cuando la deflexión medida es demasiado grande o se producen fenómenos anormales como la deformación asimétrica, se debe analizar la causa de inmediato y se deben tomar medidas o ajustar la secuencia de refuerzo de manera oportuna.

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