CN110983983B - 固端梁的施工方法及固端梁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固端梁的施工方法及固端梁结构，包括：将主梁落架，使主梁的固定端支撑于临时支架上；在固定端的端面上施工固定基础；拆除临时支架即形成固端梁。通过实施本发明可降低固端梁的固定端负弯矩，从而不必要再设置大体积的固定基础，有效降低了端部固定基础的设计尺寸和规模，节约了施工成本，也使得固端梁整体结构上更加协调；本发明的方法还可根据需要灵活调整固端梁整体的弯矩分布，通过预先设计增大主梁的跨径可以调节增大主梁的梁体弯矩和进一步降低固定端所承受的负弯矩，从而合理地分配主梁的梁体弯矩和固端负弯矩，充分发挥出梁体本身的支撑能力和受力性能，同时可以灵活控制固定端的固定基础的规模，具有较高的施工自由度。

Description

固端梁的施工方法及固端梁结构
技术领域
本发明涉及桥梁施工领域，特别是涉及固端梁的施工方法及固端梁结构。
背景技术
在桥梁建设中，固端梁指一端固定一端简支或两端固定的梁。在竖向荷载作用下，固端梁的固定端除承受竖向力外，还要承受负弯矩。如图1所示是常规的固端梁10，其采用一次落架施工，即固端梁10落架后固定端11直接设于地面上的下部结构20表面，在成桥状态下固端梁10的自重会使固定端11承受很大的负弯矩，固定端基础的设计尺寸和规模一般很大，施工成本高且整体结构不美观。
对于常规施工的一次落架固端梁来说，一方面固定端弯矩往往过大，另一方面固端梁的主体上的弯矩过小，主体的受力性能不能有效发挥，造成浪费，且一旦成桥后，固端梁上的弯矩分布调节难度很大，代价较高。
发明内容
基于此，有必要针对固端梁的固定端弯矩大且固端梁主体受力性能不能有效发挥的问题，提供一种固端梁的施工方法及固端梁结构。
一种固端梁的施工方法，包括：
将主梁落架，使所述主梁的固定端支撑于临时支架上；
在所述固定端的端面上施工固定基础；
拆除所述临时支架即形成固端梁。
上述固端梁的施工方法及固端梁结构，至少具有以下有益的技术效果：
(1)通过实施本实施例降低了固端梁的固定端负弯矩，从而不必要再设置大体积的固定基础，有效降低了端部固定基础的设计尺寸和规模，节约了施工成本，也使得固端梁整体结构上更加协调和美观。
(2)本发明的方法还可根据需要灵活调整固端梁整体的弯矩分布。具体的，通过预先设计增大主梁的跨径L可以调节增大主梁的梁体弯矩和进一步降低固定端所承受的负弯矩，从而合理地分配主梁的梁体弯矩和固端负弯矩，充分发挥出梁体本身的支撑能力和受力性能，具有较高的施工自由度，同时还可以灵活控制固定端的固定基础的规模，最大程度提升经济效益。
(3)上述施工方法中，主梁的简支端只需简单支撑于支柱上即可，不需要过于复杂的支撑设计和改进，整体结构简单，易于实地操作实施，节约了施工成本和施工时间。
在其中一个实施例中，所述在所述固定端的端面上施工固定基础，包括将所述固定基础固定于地面上的下部结构。
在其中一个实施例中，所述主梁上与所述固定端相对的另一端为简支端，所述将主梁落架包括将所述简支端支撑于一支柱上。
一种固端梁结构，所述固端梁结构根据上述的固端梁的施工方法施工得到。
上述固端梁结构的固定端负弯矩较小，从而不必要再设置大体积的固定基础，有效降低了端部固定基础的设计尺寸和规模，建造成本低，也使得固端梁整体结构上更加协调和美观。
通过预先设计增大主梁的跨径L可以调节增大主梁的梁体弯矩和进一步降低固定端所承受的负弯矩，从而在固端梁上合理地分配主梁的梁体弯矩和固端负弯矩，充分发挥出梁体本身的支撑能力和受力性能，同时还可以灵活控制固定端的固定基础的规模。
固端梁结构不需要过于复杂的支撑设计和改进，整体结构简单，易于实地操作施工，节约了施工成本和时间。
在其中一个实施例中，所述主梁的一端为固定端，另一端为简支端。
在其中一个实施例中，所述固定基础为钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构或钢-混凝土组合结构中的一种。
在其中一个实施例中，所述简支端通过固定支座设置于支柱上。
在其中一个实施例中，所述固定支座为减隔震支座。
在其中一个实施例中，所述主梁包括等截面梁或变截面梁。
在其中一个实施例中，所述主梁为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁或钢-混凝土组合结构梁中的一种。
附图说明
图1为传统施工方法施工得到的固端梁的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的施工方法中的主梁的固定端支撑于临时支架上的示意图；
图3为本发明一实施例提供的施工方法中的在固定端的端面上施工固定基础的示意图；
图4为传统施工方法施工得到的固端梁中的弯矩分布情况图；
图5为主梁的固定端支撑于临时支架后主梁中的弯矩分布情况图；
图6为在固定端的端面上施工固定基础后主梁中的弯矩分布情况图；
图7为完全成桥后主梁中的弯矩分布情况图。
图1中，10、固端梁，11、固定端，12、简支端，20、下部结构，30、支柱，
图2-图3中，10'、主梁，11'、固定端，12'、简支端，13、固定基础，20'、下部结构，30'、支柱，40、临时支架，50、固定支座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
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全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。
应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者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。
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理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是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。
如图2和图3所示，以施工一端固定一端简支的固端梁为例描述本发明的施工方法。固端梁的主梁10'两端分别为固定端11'和简支端12'，固端梁的施工方法具体包括：
参考图2，将主梁10'落架，使所述主梁10'的固定端11'支撑于临时支架40上，同时主梁10'的简支端12'支撑于地面的支柱30'上；参考图3，在所述固定端11'的端面上浇筑施工固定基础13并铺装桥面，最后拆除临时支架40即形成固端梁结构。
传统施工固端梁的方法为一次落架，即如图1所示的固端梁10落架后其固定端11直接设于地面上的下部结构20表面，简支端12直接设于地面上的支柱30上，在成桥状态下固端梁10的自重会使固定端11承受很大的负弯矩，同时固定端11的刚度也非常大，固端梁10的自重及二期恒载主要由固定端11承受，因而固端负弯矩较大，固端梁10跨中分担的正弯矩很小。图4中示出的是利用midas civil软件模拟的传统施工方法形成的固端梁中的弯矩分布情况，可见固端梁10主体中部的正弯矩最大值为14181.1kN·m，而固定端11的负弯矩为-71783.3kN·m，固端负弯矩的数值很大。
本发明直接改变了施工方式，先按图2所示使主梁10'的固定端11'支撑于临时支架40上形成简支梁，这样就能预先加大主梁10'本身的正弯矩，如图5可见此时主梁10'中部的正弯矩最大值为32268.2kN·m；然后在所述固定端11'的端面上浇筑施工固定基础13，如图6所示施工固定基础13后主梁10'的固定端11'的弯矩为-8359.4kN·m，负弯矩数值很小；最后主梁10'上进行桥面铺装完全成桥后，固定端11'的负弯矩如图7中所示为-20867.7kN·m，相较于传统施工方法来说固定端弯矩有了很显著的降低。
上述施工方法具有如下优点：
(1)通过实施本实施例降低了固端梁的固定端负弯矩，从而不必要再设置大体积的固定基础，有效降低了端部固定基础的设计尺寸和规模，节约了施工成本，也使得固端梁整体结构上更加协调和美观。
(2)本发明的方法还可根据需要灵活调整固端梁整体的弯矩分布。具体的，通过预先设计增大主梁10'的跨径L的长度可以调节增大主梁10'的梁体弯矩和进一步降低固定端11'所承受的负弯矩，从而合理地分配主梁10'的梁体弯矩和固端负弯矩，充分发挥出梁体本身的支撑能力和受力性能，具有较高的施工自由度，同时还可以灵活控制固定端的固定基础的规模，最大程度提升了经济效益。
(3)上述施工方法中，主梁10'的简支端12'只需简单支撑于支柱30'上即可，不需要过于复杂的支撑设计和改进，整体结构简单，易于实地操作实施，节约了施工成本和施工时间。
上述施工方法中，所述固定基础13为钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构或钢-混凝土组合结构中的一种。具体的，固定基础13的结构可以与主梁10'的结构匹配适应性地选取，此处不作限制。
上述施工方法中，所述简支端12'通过固定支座50设置于地面上的支柱30'上。作为一种优选，所述固定支座50为减隔震支座。减隔震支座具有缓冲和隔震的功能，可以在一定程度上增强固端梁整体的缓冲抗震能力。
上述施工方法中，所述主梁10'包括等截面梁或变截面梁。具体的，主梁10'的具体截面形式可以根据实际设计和使用需求合理地选择。优选的，所述主梁10'为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁或钢-混凝土组合结构梁中的一种。
上述实施例中，固定基础13固定于地面上的下部结构20'，下部结构20'可以增强固定基础13的结构稳定性。
当然，在其他一些实施例中，固定基础13也可直接设置于地面，此处不作限制。
上述实施例所描述的是一端固定一端简支的固端梁的施工方法。在其他一些实施例中，当固端梁的两端皆固定时，两个固定端皆可采用上述实施例所描述的固定端的施工方法，施工后固端梁的两个固定端的负弯矩都有明显的降低，固定基础的设计尺寸和规模都得到了缩小，节约了施工成本；并且固端梁的梁体弯矩和两端的固端负弯矩分配更合理，充分利用梁体自身的支撑能力和受力性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种固端梁的施工方法，其特征在于，包括：
根据固定端负弯矩需求设计跨径为L的主梁；
将所述主梁落架，使所述主梁的固定端支撑于临时支架上；
在所述固定端的端面上施工固定基础，所述主梁上与所述固定端相对的另一端为简支端，所述将主梁落架包括将所述简支端支撑于一支柱上；
拆除所述临时支架即形成固端梁。
2.根据权利要求1所述的固端梁的施工方法，其特征在于，所述在所述固定端的端面上施工固定基础，包括将所述固定基础固定于地面上的下部结构。
3.一种固端梁结构，其特征在于，所述固端梁结构根据权利要求1-2任一所述的固端梁的施工方法施工得到。
4.根据权利要求3所述的固端梁结构，其特征在于，所述固定基础为钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构或钢-混凝土组合结构中的一种。
5.根据权利要求3所述的固端梁结构，其特征在于，所述简支端通过固定支座设置于支柱上。
6.根据权利要求5所述的固端梁结构，其特征在于，所述固定支座为减隔震支座。
7.根据权利要求3所述的固端梁结构，其特征在于，所述主梁包括等截面梁或变截面梁。
8.根据权利要求3所述的固端梁结构，其特征在于，所述主梁为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁或钢-混凝土组合结构梁中的一种。
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