一种软土地基预制梁台座反拱设置方法与流程

1.本发明主要涉及预制梁板制备的技术领域，具体涉及一种软土地基预制梁台座反拱设置方法。


背景技术：

2.预制梁板设计时，为使梁体具有足够的强度、刚度来承受恒载和活载所产生的弯矩，往往布置预应力筋，通过预应力筋张拉对梁体产生的负弯矩来抵消恒载和活载产生的正弯矩，而梁板在预应力张拉时会产生过大的向上起拱，需通过预先对预制梁台座设置一个向下的合适的反预拱度来进行抵消，保证梁板底的线性平顺。
3.当预制梁台座设置在软土地基时，常通过软基处理的方式默认地基没有变形沉降，直接按照设计理论值或者经验参数值进行反拱设置，而设计理论值是基于预制梁台座是绝对刚体的假设，经验参数值具有较大的不确定性，因此容易造成较大的偏差，后续想再调整也非常麻烦，而较大的反拱偏差将会导致梁板底不平顺，影响后续梁板安装及桥面铺装施工，甚至会严重影响桥梁的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明主要提供了一种软土地基预制梁台座反拱设置方法用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
5.本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
6.一种软土地基预制梁台座反拱设置方法，包括以下步骤：
7.步骤一，现场调研和资料收集，以获取软土地基土层地质情况信息，确定地基加固范围和处治措施，获得复合地基加固桩相关技术参数，采用水泥搅拌桩、粉喷桩、高压旋喷桩进行复合地基加固；
8.步骤二，获得预制梁台座受力特点，通过三维有限元软件对预制梁台座受力特点以及步骤一得到的软土地基土层地质情况信息和复合地基加固桩相关技术参数以及预制梁台座受力特点进行模拟计算，确定预制梁台座结构尺寸和钢筋构造；
9.步骤三，根据预制梁台座结构尺寸和钢筋构造，获得预制梁台座数据；
10.步骤四，根据设计图纸和经验参数，确定梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载；
11.步骤五，根据步骤三得到的预制梁台座数据和步骤四得到的梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力；
12.步骤六，根据步骤五计算得到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，结合有限元软件形成三维数值模拟，得到软土地基预制梁台座变形沉降曲线y1；
13.步骤七，根据设计图纸得到反拱设计圆曲线或二次抛物线y2，或根据设计图纸反预拱度值设置表进行推导二次抛物线y2；
14.步骤八，步骤六得到的变形沉降曲线y1与步骤七得到的设计圆曲线或二次抛物线y2进行反向叠加，得到实际反拱设置曲线y3；
15.步骤九，根据步骤八得到的实际反拱设置曲线y3进行预制梁台座反拱施工。
16.进一步的，所述步骤一中，所述复合地基加固桩相关技术参数包括复合地基加固桩分布、数量、桩长、桩径、置换率以及配合比。
17.进一步的，所述步骤三中，所述预制梁台座数据包括台座自重、台座基础自重、扩大基础自重、台座基础底面积以及扩大基础底面积。
18.进一步的，所述步骤二中，所述预制梁台座包括台座主体，安装于所述台座主体底端的台座基础，以及安装于所述台座主体底部两端的扩大基础。
19.进一步的，所述步骤一至步骤九中，通过分析处理系统录入预制梁台座数据、复合地基加固桩相关技术参数、梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，分析处理系统计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，且根据地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，得到软土地基预制梁台座变形沉降曲线y1，录入反拱设计圆曲线或二次抛物线y2。
20.进一步的，所述分析处理系统包括：
21.应用处理app，安装于用户的通讯设备中，用于提取用户录入的预制梁台座数据、复合地基加固桩相关技术参数、梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载；
22.分析处理端，用于根据录入的预制梁台座数据、复合地基加固桩相关技术参数、梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力。
23.进一步的，所述步骤五中，通过分析处理端计算得到地基受到的最大应力，所述地基受到的最大应力的计算公式为：
24.f1＝g1 g2 2*g3 g4 g5 g6；
25.σ1＝f1/(a1 2*a2)；
26.其中，f1为地基受到的最大荷载；
27.g1为台座自重；
28.g2为台座基础自重；
29.g3为扩大基础自重；
30.g4为梁板自重；
31.g5为作业人员荷载；
32.g6为模板及机具荷载；
33.σ1为地基受到的最大应力；
34.a1为台座基础底面积；
35.a2为扩大基础底面积。
36.进一步的，所述步骤五中，通过分析处理端计算得到预制梁台座两端地基受到的应力，所述预制梁台座两端地基受到的应力的计算公式为：
37.f2＝(g1 g4)/2 g3；
38.σ2＝f2/a2；
39.其中，f2为预制梁台座两端地基受到的荷载；
40.g1为台座自重；
41.g4为梁板自重；
42.g3为扩大基础自重；
43.σ2为预制梁台座两端地基受到的应力；
44.a2为扩大基础底面积。
45.进一步的，所述应用处理app还用于录入施工后的预制梁台座反拱的图片或照片。
46.进一步的，所述分析处理系统还包括：
47.报警端，用于计算预制梁台座反拱顶端弧面所形成的曲线与实际反拱设置曲线y3之间的间隙，以在预制梁台座反拱顶端弧面所形成的曲线与实际反拱设置曲线y3之间的间隙超过预设值时，发送报警信息至应用处理app。
48.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
49.本发明加入对地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力的考虑，以分析地基出现变形沉降的可能，从而减少按照设计理论值或者经验参数值进行反拱设置，所造成的误差，提高后续梁板安装及桥面铺装施工效果。
50.以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
51.图1为本发明预制梁台座和预制梁台座反拱的设置曲线图；
52.图2为本发明预制梁台座的结构示意图；
53.图3为本发明分析处理系统的结构示意图。
54.图中：10、台座主体；12、台座基础；13、扩大基础；14、分析处理系统；141、应用处理app；142、分析处理端；143、报警端。
具体实施方式
55.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
56.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
57.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
58.实施例，请参照附图1至图3，本发明提出一种软土地基预制梁台座反拱设置方法，所述方法包括如下步骤：
59.步骤一，现场调研和资料收集，以获取软土地基土层地质情况信息，确定地基加固范围和处治措施，获得复合地基加固桩相关技术参数，拟采用水泥搅拌桩、粉喷桩、高压旋
喷桩等复合地基加固方式；
60.步骤二，获得预制梁台座受力特点，通过三维有限元软件对预制梁台座受力特点以及步骤一得到的软土地基土层地质情况信息和复合地基加固桩相关技术参数以及预制梁台座受力特点进行模拟计算，确定预制梁台座结构尺寸和钢筋构造；
61.步骤三，根据预制梁台座结构尺寸和钢筋构造，获得预制梁台座数据；
62.步骤四，根据设计图纸和经验参数，确定梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载；
63.步骤五，根据步骤三得到的预制梁台座数据和步骤四得到的梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力；
64.步骤六，根据步骤五计算得到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，结合有限元软件形成三维数值模拟，得到软土地基预制梁台座变形沉降曲线y1；
65.步骤七，根据设计图纸得到反拱设计圆曲线或二次抛物线y2，或根据设计图纸反预拱度值设置表进行推导二次抛物线y2；
66.步骤八，步骤六得到的变形沉降曲线y1与步骤七得到的设计圆曲线或二次抛物线y2进行反向叠加，得到实际反拱设置曲线y3；
67.步骤九，根据步骤八得到的实际反拱设置曲线y3进行预制梁台座反拱施工。
68.进一步的，所述步骤三中，所述预制梁台座数据包括台座自重、台座基础自重、扩大基础自重、台座基础底面积以及扩大基础底面积；
69.进一步的，所述步骤二中，所述预制梁台座包括台座主体11，安装于所述台座主体11底端的台座基础12，以及安装于所述台座主体11底部两端的扩大基础13；
70.进一步的，所述步骤一至步骤九中，通过分析处理系统14录入预制梁台座数据、复合地基加固桩相关技术参数、梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，分析处理系统14计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，且根据地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，得到软土地基预制梁台座变形沉降曲线y1，录入反拱设计圆曲线或二次抛物线y2；
71.进一步的，所述分析处理系统14包括：
72.应用处理app141，安装于用户的通讯设备中，用于提取用户录入的预制梁台座数据、复合地基加固桩相关技术参数、梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载；
73.分析处理端142，用于根据录入的预制梁台座数据、复合地基加固桩相关技术参数、梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力；
74.进一步的，所述步骤五中，通过分析处理端142计算得到地基受到的最大应力，所述地基受到的最大应力的计算公式为：
75.f1＝g1 g2 2*g3 g4 g5 g6；
76.σ1＝f1/(a1 2*a2)；
77.其中，f1为地基受到的最大荷载；
78.g1为台座自重；
79.g2为台座基础自重；
80.g3为扩大基础自重；
81.g4为梁板自重；
82.g5为作业人员荷载；
83.g6为模板及机具荷载；
84.σ1为地基受到的最大应力；
85.a1为台座基础底面积；
86.a2为扩大基础底面积；
87.进一步的，所述步骤五中，通过分析处理端142计算得到预制梁台座两端地基受到的应力，所述预制梁台座两端地基受到的应力的计算公式为：
88.f2＝(g1 g4)/2 g3；
89.σ2＝f2/a2；
90.其中，f2为预制梁台座两端地基受到的荷载；
91.g1为台座自重；
92.g4为梁板自重；
93.g3为扩大基础自重；
94.σ2为预制梁台座两端地基受到的应力；
95.a2为扩大基础底面积；
96.进一步的，所述应用处理app141还用于录入施工后的预制梁台座反拱的图片或照片，在预制梁台座反拱的不同施工阶段进行拍照，例如预制梁台座反拱施工至在预制梁台座的正投影图的顶端形成弧面时；
97.进一步的，所述分析处理系统14还包括：
98.报警端143，用于计算预制梁台座反拱顶端弧面所形成的曲线与实际反拱设置曲线y3之间的间隙，以在预制梁台座反拱顶端弧面所形成的曲线与实际反拱设置曲线y3之间的间隙超过预设值时，发送报警信息至应用处理app141，以预制梁台座反拱顶端弧面正投影所形成的曲线的一端为原点建立坐标系，并利用微积分计算曲线与横轴之间包围的图形的面积，于此同理，计算实际反拱设置曲线y3与横轴之间包围的图形的面积，将由得到的预制梁台座反拱顶端弧面所形成的曲线面积减去由实际反拱设置曲线y3得到的面积，将得到的数值与预设值进行对比；
99.需要说明的是，在本实施例中，台座自重g1＝台座长
×
宽
×
高
×
混凝土重力密度 ∑各种型号钢筋长度
×
根数
×
每延米重量；
100.台座基础自重g2＝台座基础长
×
宽
×
高
×
混凝土重力密度 ∑各种型号钢筋长度
×
根数
×
每延米重量；
101.扩大基础自重g3＝扩大基础长
×
宽
×
高
×
混凝土重力密度 ∑各种型号钢筋长度
×
根数
×
每延米重量；
102.台座基础底面积a1＝台座基础长
×
宽；
103.扩大基础底面积a2＝扩大基础长
×
宽。
104.本发明的具体操作方式如下：
105.现场调研和资料收集，以获取软土地基土层地质情况信息，确定地基加固范围和处治措施，获得复合地基加固桩相关技术参数，拟采用水泥搅拌桩、粉喷桩、高压旋喷桩等
复合地基加固方式；
106.获得预制梁台座受力特点，通过三维有限元软件对预制梁台座受力特点以及步骤一得到的软土地基土层地质情况信息和复合地基加固桩相关技术参数以及预制梁台座受力特点进行模拟计算，确定预制梁台座结构尺寸和钢筋构造；
107.根据预制梁台座结构尺寸和钢筋构造，获得预制梁台座数据，根据设计图纸和经验参数，确定梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载；
108.根据得到的预制梁台座数据和步骤四得到的梁板自重、作业人员荷载以及模板及机具荷载，计算得到地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力；
109.根据计算得到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力，结合有限元软件形成三维数值模拟，得到软土地基预制梁台座变形沉降曲线y1；
110.根据设计图纸得到反拱设计圆曲线或二次抛物线y2，或根据设计图纸反预拱度值设置表进行推导二次抛物线y2，变形沉降曲线y1与设计圆曲线或二次抛物线y2进行反向叠加，得到实际反拱设置曲线y3；
111.根据得到的实际反拱设置曲线y3进行预制梁台座反拱施工。
112.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
113.本发明加入对地基受到的最大应力和预制梁台座两端地基受到的应力的考虑，以分析地基出现变形沉降的可能，从而减少按照设计理论值或者经验参数值进行反拱设置，所造成的误差，提高后续梁板安装及桥面铺装施工效果。
114.上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。