一种装配式纵梁、装配式无支墩支架、系统及其设计方法与流程

1.本发明涉及现浇桥梁施工技术领域，特别是一种装配式纵梁、装配式无支墩支架系统及其设计方法。


背景技术：

2.高墩、曲线、地质复杂是现浇桥梁施工中常遇到的问题，此时采用落地的支架形式，无论是传统的碗口满堂支架、盘扣满堂支架，还是钢管立柱+贝雷梁+支架等支架搭设形式，最终都需要将荷载传递到地基基础上，其对地形适应性差、对地基承载力要求高，施工复杂，风险高。
3.为解决上述问题，本领域出现无支墩支架方案，及将无支墩支架两端支撑于桥梁的支墩上，使得其不用将荷载直接传递到地基基础上，其对地形适应性会大大增强，但是当前国内仍大多以贝雷片进行支架组装，其结构整体刚度差，稳定性欠佳，且未能充分发挥钢材的受力性能，材料整体浪费严重，施工效率仍有待于提升。
4.而西班牙和日本等国发展的大桁架式无支墩支架能够避免传统贝雷片组装带来的问题，但是由于施工桥梁的支墩的跨径常常不统一，造成目前无支墩支架通用性差，进而造成其面临设计繁琐、材料浪费以及适用性差等诸多问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：针对目前无支墩支架通用性差，进而造成其面临设计繁琐、材料浪费以及适用性差等诸多问题，提供一种装配式纵梁、装配式无支墩支架、装配式无支墩支架系统及设计方法，实现某一跨径范围内无支墩支架装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种装配式纵梁，包括标准桁架段，所述标准桁架段的两端可拆卸连接有可调段，所述可调段的长度能够调节，所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度。
8.本技术所述的一种装配式纵梁，通过长度固定的标准桁架段和长度能够调节的可调段相配合，所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
9.优选地，所述第一阈值为20m，所述第二阈值为30m。
10.在试验中发现：跨径超过30m，桁架自身稳定性得不到保证，跨径小于20m，本技术相对于贝雷梁的优势不明显。
11.优选地，所述标准桁架段包括至少两个可拆卸连接的标准桁架段单元，且每个所述标准桁架段单元上均设置有用于与所述可调段可拆卸连接的连接部，
12.且所述标准桁架段与所述可调段的可拆卸连接配置为：一个至多个所述标准桁架
段单元与两个所述可调段相配合后的纵向总长度范围能满足所述第一阈值至所述第二阈值之间的至少两个跨径长度。
13.本技术方案的空间桁架主要承受由横向分配梁及其以上的受力构件传递的荷载，而现有技术中无墩支架中的下弦杆普遍由两端向中间倾斜，并形成大角度的尖角，当该梯形钢结构支架承受上部荷载产生变形，易在此处形成应力集中造成下弦杆受拉破坏。
14.优选地，所述标准桁架段包括三种不同长度的所述标准桁架段单元，分别定义为第三标准桁架段单元、第二标准桁架段单元和第一标准桁架段单元，其中，
15.第三标准桁架段单元长度《第二标准桁架段单元长度《第一标准桁架段单元；
16.所述第一标准桁架段单元的纵向长度为x1，8m≤x1≤10m；所述第二标准桁架段单元的纵向长度为x2，6m≤x2≤8m；所述第三标准桁架段单元的纵向长度为x3，4m≤x3≤6m。
17.通过不同长度标准桁架段单元的相互配合，能够更好地使所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
18.优选地，一个至多个所述标准桁架段单元与两个所述可调段相配合后的纵向总长度范围能满足所述第一阈值至所述第二阈值之间的所有整数米。
19.优选地，所述第三标准桁架段单元长度、所述第二标准桁架段单元长度和所述第一标准桁架段单元呈等差数列设置。
20.优选地，所述第一标准桁架段单元的纵向长度为9m；所述第二标准桁架段单元的纵向长度为7m；所述第三标准桁架段单元的纵向长度为5m。
21.优选地，所述可调段的纵向长度l1为3.5m～5m。
22.更优选地，所述可调段的纵向长度l1为4m～4.5m。
23.优选地，所述可调段包括连接桁架和可调支撑，所述可调支撑的一端与所述连接桁架的上部可伸缩地连接，所述可调支撑远离所述连接桁架的端部与所述连接桁架的下部通过伸缩杆相连接。
24.可调段伸缩杆与上弦杆和直腹杆组成了近似的结构直角三角形，形成了一个局部桁式结构，大大提高了可调段的稳定性。若此处不设置伸缩杆，则变成类似悬挂重物的悬挑段，失稳侧翻的风险将进一步提高。
25.优选地，所述连接桁架上沿其纵向间隔设置有第一连接孔，所述可调支撑上对应设置至少两个第二连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔对应设置，所述第一连接孔与所述第二连接孔之间通过第一连接件相连接，所述第一连接件为至少两个。
26.优选地，所述连接桁架包括竖向间隔设置且相互连接的侧片，所述侧片包括上弦杆和下弦杆，所述上弦杆和下弦杆之间连接有片架组件和斜杆，所述斜杆位于所述片架组件远离所述标准桁架段的一侧，所述第一连接孔位于所述上弦杆上。
27.所述上弦杆和下弦杆之间连接有片架组件和斜杆，所述斜杆位于所述片架组件远离所述标准桁架段的一侧，使得可调段的侧片形如直角梯形，且直角梯形的斜边在可调段的端部，有足够的空间和位置安拆锚固系统，便于现场节段组拼吊装和工人施工作业。
28.优选地，最靠近所述可调支撑的所述第一连接孔的轴线与所述斜杆的轴线相交，其承受弯矩最小，受力更优。
29.优选地，所述可调支撑包括相互垂直设置的可调部和支撑部，所述第二连接孔位于所述可调部处，所述支撑部作为所述装配式纵梁的支撑，所述伸缩杆与所述支撑部相铰接，本技术方案的空间桁架端部采用支撑部进行抵御剪切变形破坏。
30.优选地，所述连接桁架包括竖向间隔设置且相互连接的侧片，所述侧片包括上弦杆和下弦杆，上弦杆和下弦杆之间连接有直腹杆和x型斜腹杆。
31.优选地，所述直腹杆为两根，x型斜腹杆位于两根所述直腹杆之间。
32.目前，对于桁架梁来说，单根斜腹杆和x型斜腹杆受力情况相差不多，而单根斜腹杆更容易安装，故普遍为单根斜腹杆。
33.而在本技术中，所述可调段包括连接桁架和可调支撑，所述可调支撑的一端与所述连接桁架的上部可伸缩地连接，所述可调支撑远离所述连接桁架的端部与所述连接桁架的下部通过伸缩杆相连接，基于上述设计，在模型边界条件和荷载工况一致的情况下，仅改变可调段腹杆的形式，本技术方案的可调段腹杆采用两根直腹杆+x形腹杆的形式，最大组合应力仅为可调段腹杆采用直腹杆+单根斜腹杆的形式三分之二，因此本技术方案的可调段腹杆形式采用x型斜腹杆能够大大降低连接桁架的组合应力，使其结构刚度和强度更优。
34.本技术还公开了一种装配式无支墩支架，包括如本技术所述的装配式纵梁，所述装配式纵梁上方支撑设置有横向分配梁组件，所述横向分配梁组件上支撑设置有纵向分配梁组件，所述纵向分配梁组件用于支撑浇筑模板，其中，
35.所述横向分配梁组件包括至少两个横向分配梁，相邻所述横向分配梁间隔设置，所有所述横向分配梁沿所述装配式纵梁横向设置；
36.所述纵向分配梁组件包括至少两个纵向分配梁，相邻所述纵向分配梁间隔设置，所有所述纵向分配梁沿所述横向分配梁横向设置。
37.本技术所述的一种装配式无支墩支架，通过装配式纵梁上方支撑设置有横向分配梁组件，所述横向分配梁组件上支撑设置有纵向分配梁组件，所述纵向分配梁组件用于支撑浇筑模板，使得一种装配式无支墩支架整体结构受力明确，结构安全性控制更简单，而且通过长度固定的标准桁架段和长度能够调节的可调段相配合，所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
38.优选地，所述装配式纵梁为至少两个，所有所述装配式纵梁沿桥横向间隔布置。
39.本技术所述的一种装配式无支墩支架系统，包括如本技术所述的装配式无支墩支架，所述可调段下方设置有支墩抱箍，所述支墩抱箍通过支撑所述可调段来支撑所述装配式无支墩支架，支墩抱箍用于抱箍套设连接于支墩外侧。
40.本技术所述的一种装配式无支墩支架系统，通过支墩抱箍将装配式无支墩支架的端部固定值桥梁支墩上，进而有效降低装配式无支墩支架对桥梁下方基础的要求，使其对地形的适应性大大增强。
41.优选地，所述支墩抱箍顶部支撑连接有主横梁，所述装配式纵梁为至少两个，所有所述装配式纵梁沿桥横向间隔布置，所述主横梁与所有所述装配式纵梁的同侧端支撑连接。
42.本技术还公开了一种用于本技术所述的装配式无支墩支架的设计方法，包括以下
步骤：
43.s1，统计现有桥梁用现浇箱梁及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库明确现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径和现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值；
44.s2，基于现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值和现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径得到装配式纵梁荷载分布规律和装配式纵梁内力设计值范围；
45.s3，基于现场施工要求和装配式纵梁荷载分布规律和装配式纵梁内力设计值范围确定装配式纵梁中标准桁架段的长度、所述可调段的长度范围，计算得到标准桁架段各杆件的内力设计值范围和可调段各杆件的内力设计值范围，确定标准桁架段各杆件布置和可调段各杆件的布置；
46.s4，设计装配式纵梁、横向分配梁和纵向分配梁，并进行强度、刚度及稳定性复核。
47.本发明所提供的一种用于本技术所述的装配式无支墩支架的设计方法，基于大量数据，将现浇箱梁施工情况归纳统计，通过统计现有桥梁用现浇箱梁及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库得到现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径和现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值，得到装配式纵梁荷载分布规律和装配式纵梁内力设计值范围，并确定装配式纵梁中标准桁架段的长度、所述可调段的长度范围，优化装配式无支墩支架结构，使得经济合理、技术可行；通过该设计方法，设计出的装配式无支墩支架由于所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
48.优选地，步骤s3具体包含以下步骤，
49.s31.基于运输及制作条件选取一种标准桁架段的长度尺寸，并定义为第一标准桁架段单元；
50.s32.基于第一标准桁架段单元的长度尺寸，拟定另外两种标准桁架段的长度尺寸，并分别定义为第二标准桁架段单元和第三标准桁架段单元，使得第三标准桁架段单元长度《第二标准桁架段单元长度《第一标准桁架段单元，并基于第一标准桁架段单元的长度尺寸、第二标准桁架段单元的长度尺寸和第三标准桁架段单元的长度尺寸拟定可调段的长度调节范围；
51.s33.基于第一标准桁架段单元的长度、数量及可调段的长度调节范围确定装配式纵梁的长度范围是否涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
52.s34.如果步骤s33中装配式纵梁的长度范围不能涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，则基于第一标准桁架段单元的长度和数量、第二标准桁架段单元的长度和数量及可调段的长度调节范围确定装配式纵梁的长度范围是否涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
53.s35.如果步骤s34中装配式纵梁的长度范围不能涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，则基于第一标准桁架段单元的长度和数量、第二标准桁架段单元的长度和数量、第三标准桁架段单元的长度和数量及可调段的长度调节范围确定装配式纵梁的长度范围是否涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
54.s36.如果步骤s35中装配式纵梁的长度范围不能涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，
55.调整第二标准桁架段单元的长度，重复步骤s34～步骤s35，直至装配式纵梁的长度范围涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
56.和/或，
57.调整第三标准桁架段单元的长度，重复步骤s35，直至装配式纵梁的长度范围涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
58.s37.上述步骤中，当装配式纵梁的长度范围涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，则停止，并将该条件下的第一标准桁架段单元的长度和数量及第二标准桁架段单元的长度和数量、第三标准桁架段单元的长度和数量为最终值，并以此确定可调段的长度调节范围的最终值。
59.本技术所述的一种用于装配式无支墩支架的设计方法，从结构形式方面考虑，空间钢桁架(装配式纵梁)作为无支墩支架的主要受力结构，其节段拼装遵循“少规格，多组合”的原则，即在满足科学和经济理念的前提下，减少节段规格类型，降低钢材的加工制造成本，能够实现在施工现场完成快速组拼吊装要求。此外，空间钢桁架的节段规格能够满足高速公路运输基本条件，同时也适用于山区的运输条件。
60.优选地，步骤s1具体为：
61.步骤s11：统计现有桥梁用现浇箱梁及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库得到跨径在20m～30m范围内的现浇箱梁的结构尺寸极限值，确定无支墩支架布置形式；
62.步骤s12：基于无支墩支架布置形式确定现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径；
63.步骤s13：基于现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径和现浇箱梁的结构尺寸极限值计算得到现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值。
64.优选地，步骤s13具体为：
65.ss131.基于现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径和现浇箱梁的结构尺寸极限值计算得到现浇箱梁施加至纵向分配梁组件的流体荷载极限值；
66.s132.基于现浇箱梁施加至纵向分配梁组件的荷载极限值计算得到纵向分配梁组件施加至横向分配梁组件的集中荷载极限值；
67.s133.基于纵向分配梁组件施加至横向分配梁组件的集中荷载极限值计算得到横向分配梁组件施加至装配式纵梁的集中荷载极限值。
68.优选地，步骤s1中，桥梁用现浇箱梁的构造尺寸数据参数包括现浇箱梁的梁高、底宽、翼缘悬挑长度和腹板厚度。
69.优选地，现浇箱梁包括实体段、过渡段和一般段，步骤s2具体为：
70.s21.基于现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值和现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径得到实体段、过渡段和一般段对应的纵向分配梁荷载分布规律、横向分配梁荷载分布规律和装配式纵梁荷载分布规律；
71.s22.基于纵向分配梁荷载分布规律、横向分配梁荷载分布规律和装配式纵梁荷载分布规律分析得到实体段、过渡段和一般段对应的纵向分配梁内力设计值范围、横向分配梁内力设计值范围和装配式纵梁内力设计值范围。
72.本技术还公开了一种用于装配式无支墩支架系统的设计方法，包含以下步骤：
73.a1，基于如本技术所述的用于装配式无支墩支架的设计方法完成装配式纵梁设计，并得到装配式纵梁支反力数据参数；
74.a2，统计现有桥梁用支墩尺寸数据参数并建立支墩数据库，基于所述支墩数据库得到跨径在20m-30m范围内支墩尺寸最常见数据参数值，并据此拟定支墩抱箍的结构尺寸；
75.a3，基于装配式纵梁结构和支墩抱箍的结构尺寸引入主横梁，并确定装配式纵梁至支墩抱箍的荷载传递路径；
76.a4，基于装配式纵梁支反力数据参数得到主横梁截面最大弯矩和最大剪力，并据此对主横梁进行截面选型，之后计算得到主横梁施加于支墩抱箍的荷载；
77.a5，基于主横梁施加于支墩抱箍的荷载对拟定支墩抱箍的结构尺寸进行强度、刚度及稳定性验算。
78.本技术所述的一种用于装配式无支墩支架系统的设计方法，基于现有梁用支墩尺寸数据参数装配式纵梁并建立支墩数据库，得到支墩尺寸最常见数据参数值，并基于此来确定支墩抱箍的结构尺寸，以及引入主横梁，并确定装配式纵梁至支墩抱箍的荷载传递路径，进一步为支墩抱箍的设计提供的参数依据，提高了支墩抱箍设计的效率。
79.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
80.1、本技术所述的一种装配式纵梁，通过长度固定的标准桁架段和长度能够调节的可调段相配合，所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
81.2、本技术所述的一种装配式纵梁，通过不同长度标准桁架段单元的相互配合，能够更好地使所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
82.3、本技术所述的一种装配式纵梁，所述可调段包括连接桁架和可调支撑，所述可调支撑的一端与所述连接桁架的上部可伸缩地连接，所述可调支撑远离所述连接桁架的端部与所述连接桁架的下部通过伸缩杆相连接，基于上述设计，在模型边界条件和荷载工况一致的情况下，仅改变可调段腹杆的形式，本技术方案的可调段腹杆采用两根直腹杆+x形腹杆的形式，最大组合应力仅为可调段腹杆采用直腹杆+单根斜腹杆的形式三分之二，因此本技术方案的可调段腹杆形式采用x型斜腹杆能够大大降低连接桁架的组合应力，使其结构刚度和强度更优。
83.4、本技术所述的一种装配式无支墩支架，由于本技术方案尽量选择节段数量少的组合方式，因此本技术方案节段少，因此各节段之间的连接装置数量也少。由于节点处的连接装置相对于节段更容易损坏，受到剪力影响更大，因此较少的节点及连接装置使得桁架更不容易疲劳损坏，寿命更长。这也是组合的一大出发点。
84.5、本技术所述的一种装配式无支墩支架，通过装配式纵梁上方支撑设置有横向分配梁组件，所述横向分配梁组件上支撑设置有纵向分配梁组件，所述纵向分配梁组件用于支撑浇筑模板，使得一种装配式无支墩支架整体结构受力明确，结构安全性控制更简单，而且通过长度固定的标准桁架段和长度能够调节的可调段相配合，所述标准桁架段和两端所
述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
85.6、本技术所述的一种装配式无支墩支架系统，通过支墩抱箍将装配式无支墩支架的端部固定值桥梁支墩上，进而有效降低装配式无支墩支架对桥梁下方基础的要求，使其对地形的适应性大大增强。
86.7、本发明所提供的一种用于本技术所述的装配式无支墩支架的设计方法，基于大量数据，将现浇箱梁施工情况归纳统计，通过统计现有桥梁用现浇箱梁及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库得到现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径和现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值，得到装配式纵梁荷载分布规律，并确定装配式纵梁中标准桁架段的长度、所述可调段的长度范围，优化装配式无支墩支架结构，使得经济合理、技术可行；通过该设计方法，设计出的装配式无支墩支架由于所述标准桁架段和两端所述可调段配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
87.8、本技术所述的一种用于装配式无支墩支架的设计方法，从结构形式方面考虑，空间钢桁架(装配式纵梁)作为无支墩支架的主要受力结构，其节段拼装遵循“少规格，多组合”的原则，即在满足科学和经济理念的前提下，减少节段规格类型，降低钢材的加工制造成本，能够实现在施工现场完成快速组拼吊装要求。此外，空间钢桁架的节段规格能够满足高速公路运输基本条件，同时也适用于山区的运输条件。
88.9、本技术所述的一种用于装配式无支墩支架系统的设计方法，基于现有梁用支墩尺寸数据参数装配式纵梁并建立支墩数据库，得到支墩尺寸最常见数据参数值，并基于此来确定支墩抱箍的结构尺寸，以及引入主横梁，并确定装配式纵梁至支墩抱箍的荷载传递路径，进一步为支墩抱箍的设计提供的参数依据，提高了支墩抱箍设计的效率。
附图说明
89.图1是本发明的一种形式的装配式无支墩支架系统的结构示意图(主视)。
90.图2是本发明中附图1中a部放大示意图。
91.图3是本发明的一种形式的的装配式无支墩支架系统的结构示意图(俯视取掉浇筑模板)。
92.图4是本发明的另一种形式的装配式无支墩支架系统的结构横截面示意图。
93.图5是本发明的装配式纵梁的结构示意图。
94.图6是本发明的可调段的结构示意图(主视)。
95.图7是本发明的可调段的结构示意图(俯视)。
96.图8是本发明的可调支撑的结构示意图(主视)。
97.图9是本发明的可调支撑的结构示意图(俯视)。
98.图10是本发明的连接桁架的结构示意图。
99.图11是现有现浇箱梁结构正视图。
100.图12是本发明中附图11中i-i部剖面图。
101.图13是本发明中附图11中ii-ii部剖面图。
102.图14是本发明中附图11中iii-iii部剖面图。
103.图15是实施例7中用于装配式托架结构的设计总体流程图。
104.图16是本发明的现浇箱梁至装配式纵梁的荷载传递路径图。
105.图17是本发明的实施例7中现浇箱梁的一般段/过渡段-横向分配梁荷载示意图。
106.图18是本发明的实施例7中现浇箱梁的实体段-横向分配梁荷载示意图。
107.图19是本发明的实施例7中现浇箱梁的装配式纵梁荷载示意图。
108.图20是本发明的实施例7中横向分配梁荷载示意图与内力图。
109.图21是本发明的实施例7中装配式纵梁荷载示意图与内力图。
110.图22是本发明的实施例7中纵向分配梁模型示意图。
111.图23是本发明的实施例7中横向分配梁模型示意图。
112.图24是本发明的实施例7中装配式纵梁模型示意图。
113.图25是本发明的实施例7中腹板段的面板强度与刚度验算示意图。
114.图26是本发明的实施例7中一般段—腹板-纵向分配梁的强度与刚度验算示意图。
115.图27是本发明的实施例7中一般段—横向分配梁的强度与刚度验算示意图。
116.图28是本发明的实施例7中无支墩支架位移等值线刚度验算示意图。
117.图29是本发明的实施例7中连接销受力示意图。
118.图30是本发明的实施例7中一种形式的阴阳头的配合连接示意图。
119.图31是本发明的实施例7中有限元分析软件提取支反力示意图。
120.图32是本发明的可调段的组合应力图(直腹杆+x形腹杆，最大值由线框标出)。
121.图33是本发明的可调段的组合应力图(直腹杆+单根斜腹杆，最大值由线框标出)。
122.图34是本发明的支墩与支墩抱箍配合的结构主视示意图。
123.图35是本发明的支墩与支墩抱箍配合的结构俯视示意图。
124.图36是本发明的主横梁受力分析示意图。
125.图标：1-标准桁架段；2-可调段；3-第三标准桁架段单元；4-第二标准桁架段单元；5-第一标准桁架段单元；6-连接桁架；7-可调支撑；8-伸缩杆；9-第一连接孔；10-第二连接孔；11-第一连接件；12-侧片；13-横架；14-上弦杆；15-下弦杆；16-片架组件；17-斜杆；18-直腹杆；19-x型斜腹杆；20-可调部；21-支撑部；22-横向分配梁组件；23-纵向分配梁组件；24-浇筑模板；25-横向分配梁；26-纵向分配梁；27-装配式纵梁；28-支墩抱箍；29-主横梁；30-现浇箱梁；31-支墩；32-阴头；33-阳头；34-第二连接件；35-连接部；36-筋板。
具体实施方式
126.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
127.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
128.实施例1
129.如图1-10所示，本实施例所述的一种装配式纵梁，包括标准桁架段1，所述标准桁架段1的两端可拆卸连接有可调段2，所述可调段2的长度能够调节，所述标准桁架段1和两
端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度。
130.在试验中发现：跨径超过30m，桁架自身稳定性得不到保证，跨径小于20m，本技术相对于贝雷梁的优势不明显。
131.此处需要说明：所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度中的纵向如图24所示，为装配式纵梁27的长度方向。
132.所述标准桁架段1具体结构如下：
133.所述标准桁架段1包括至少两个通过第二连接件34可拆卸连接的标准桁架段单元，且每个所述标准桁架段单元上均设置有用于与所述可调段2可拆卸连接的连接部35，
134.且所述标准桁架段1与所述可调段2的可拆卸连接配置为：一个至多个所述标准桁架段单元与两个所述可调段2相配合后的纵向总长度范围能满足所述第一阈值至所述第二阈值之间的至少两个跨径长度。
135.第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度：是指第一阈值至第二阈值之间的至少两个长度点的集合，随着标准桁架段1中标准桁架段单元的种类，长度和数量不一样，以及可调段2长度能够调节，使得组合之后装配式纵梁27可以呈现出集中不同的总长度值，即可以形成一段范围内的多个点值。
136.例如：所述第一阈值为20m，所述第二阈值为30m。20m至30之间的两个跨径长度，分别为20m，30m；通过选取不同长度的标准桁架段单元的种类，例如两种，或者依据标准桁架段单元的数量不同，使得在一种组合方式下，最终组合之后装配式纵梁纵向总长度能够达到20m，变换标准桁架段单元的种类或者数量，组合之后装配式纵梁纵向总长度又能够达到30m
137.再例如所述第一阈值为20m，所述第二阈值为30m。需要满足20m至30之间的三个跨径长度：22.5m，25.5m，27.5m，通过选取不同长度的标准桁架段单元的种类，例如两种或三种，或者依据标准桁架段单元的数量不同，使得在一种组合方式下，最终组合之后装配式纵梁纵向总长度能够达到22.5m，变换标准桁架段单元的种类或者数量，组合之后装配式纵梁纵向总长度又能够达到25.5m；再变换标准桁架段单元的种类或者数量，或者调解可调段2长度，以及两者相互配合，组合之后装配式纵梁纵向总长度又能够达到27.5m。
138.具体地，第二连接件34一般为销轴或者螺栓。
139.具体地，所述标准桁架段1包括三种不同长度的所述标准桁架段单元，分别定义为第三标准桁架段单元3、第二标准桁架段单元4和第一标准桁架段单元5，其中，
140.第三标准桁架段单元3长度《第二标准桁架段单元4长度《第一标准桁架段单元5；
141.所述第一标准桁架段单元5的纵向长度为x1，8m≤x1≤10m；
142.所述第二标准桁架段单元4的纵向长度为x2，6m≤x2≤8m；
143.所述第三标准桁架段单元3的纵向长度为x3，4m≤x3≤6m。
144.所述可调段2的纵向长度l1为3.5m～5m，优选可调段2的纵向长度l1为4m～4.5m。
145.具体地，所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的所有整数米。
146.所述可调段2具体结构如下：
147.如图5和图6所示，所述可调段2包括连接桁架6和可调支撑7，所述可调支撑7的一
端与所述连接桁架6的上部可伸缩地连接，所述可调支撑7远离所述连接桁架6的端部与所述连接桁架6的下部通过伸缩杆8相连接。
148.如图7-图9所示，所述连接桁架6上沿其纵向间隔设置有第一连接孔9，所述可调支撑7上对应设置至少两个第二连接孔10，所述第一连接孔9与所述第二连接孔10对应设置，所述第一连接孔9与所述第二连接孔10之间通过第一连接件11相连接，所述第一连接件11为至少两个，第一连接件11具体可为销轴或者螺栓。
149.所述连接桁架6包括竖向间隔设置的侧片12，两个所述侧片12之间通过横架13相连接，所述侧片12包括上弦杆14和下弦杆15，所述上弦杆14和下弦杆15之间连接有片架组件16和斜杆17，所述斜杆17位于所述片架组件16远离所述标准桁架段1的一侧，所述第一连接孔9位于所述上弦杆14上。
150.由于所述可调支撑7的一端与所述连接桁架6的上部可伸缩地连接，同时缩杆8主要受拉，故缩杆8作为可调支撑7与连接桁架6相对伸缩时的适应结构，同时，可调段2伸缩杆8与上弦杆14和直腹杆18组成了近似的结构直角三角形，形成了一个局部桁式结构，大大提高了可调段2的稳定性。若此处不设置伸缩杆8，则变成类似悬挂重物的悬挑段，失稳侧翻的风险将进一步提高。
151.所述上弦杆14和下弦杆15之间连接有片架组件16和斜杆17，所述斜杆17位于所述片架组件16远离所述标准桁架段1的一侧，使得可调段2的侧片12形如直角梯形，且直角梯形的斜边在可调段2的端部，有足够的空间和位置安拆锚固系统，便于现场节段组拼吊装和工人施工作业。
152.所述可调支撑7包括相互垂直设置的可调部20和支撑部21，所述第二连接孔10位于所述可调部20处，所述支撑部21作为所述装配式纵梁27的支撑，所述伸缩杆8与所述支撑部21相铰接，本技术方案的空间桁架端部采用支撑部21进行抵御剪切变形破坏。
153.在制作时，将最靠近所述可调支撑7的所述第一连接孔9的轴线与所述斜杆17的轴线相交，其承受弯矩最小，受力更优。
154.本技术所述的一种装配式纵梁27，通过长度固定的标准桁架段1和长度能够调节的可调段2相配合，所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁27在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
155.实施例2
156.如图10所示，本实施例所述的一种装配式纵梁，与实施例1的不同之处在于：基于下料、运输，制作，或者好区分不同类型的标准桁架段单元，同时便于组合考虑，一个至多个所述标准桁架段单元与两个所述可调段2相配合后的纵向总长度范围能满足所述第一阈值至所述第二阈值之间的所有整数米。
157.具体地，第三标准桁架段单元(3)长度、第二标准桁架段单元(4)长度和第一标准桁架段单元(5)呈等差数列设置。
158.更具体地，所述第一标准桁架段单元5的纵向长度为9m；所述第二标准桁架段单元4的纵向长度为7m；所述第三标准桁架段单元3的纵向长度为5m。
159.更具体地，一个至多个所述标准桁架段单元与两个所述可调段2相配合后的纵向总长度范围能满足所述第一阈值至所述第二阈值之间的所有整数米。
160.具体地，所述第一阈值为20m，所述第二阈值为30m。即所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足20m至30m之间的所有整数米，即为20m，21m，22m，23m，24m，25m，26m，27m，28m，29m，30m，其具体组合如下表所示：
161.表1标准桁架段组合模式表
[0162][0163]
通过上表可知：不同长度标准桁架段单元的相互配合，能够更好地使所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁27在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
[0164]
由于桥梁的支墩跨径常常不统一，有零有整，此时，通过装配式纵梁下方与支墩的连接结构的设计使得配合后装配式纵梁的纵向总长度即使是整数米也能覆盖到支墩跨径为接近改整数米的小数范围。
[0165]
实施例3
[0166]
如图10所示，本实施例所述的一种装配式纵梁，与实施例1或2的不同之处在于：所述连接桁架6包括竖向间隔设置且相互连接的侧片12，所述侧片12包括两根间隔设置的直腹杆18，两根所述直腹杆18之间设置有x型斜腹杆19，其中，
[0167]
所述直腹杆18的一端与所述上弦杆14相连接，所述直腹杆18的另一端与所述下弦杆15相连接；
[0168]
所述x型斜腹杆19的一端与所述上弦杆14相连接，所述x型斜腹杆19的另一端与所述下弦杆15相连接。
[0169]
如图8和32、33所示，试验中，在模型边界条件和荷载工况一致的情况下，仅改变可调段2腹杆的形式，本技术方案的可调段2腹杆采用两根直腹杆+x形腹杆的形式，最大组合应力为116mpa，而若可调段2腹杆采用直腹杆+单根斜腹杆的形式，最大组合应力为172mpa，因此本技术方案的可调段2腹杆形式较优。
[0170]
本实施例的有益效果：目前，对于桁架梁来说，单根斜腹杆和x型斜腹杆19受力情况相差不多，而单根斜腹杆更容易安装，故普遍为单根斜腹杆。而在本实施例中，所述可调
段2包括连接桁架6和可调支撑7，所述可调支撑7的一端与所述连接桁架6的上部可伸缩地连接，所述可调支撑7远离所述连接桁架6的端部与所述连接桁架6的下部通过伸缩杆8相连接，伸缩杆8主要受拉，基于上述设计，在模型边界条件和荷载工况一致的情况下，仅改变可调段2腹杆的形式，本技术方案的可调段2腹杆采用两根直腹杆+x形腹杆的形式，最大组合应力仅为可调段2腹杆采用直腹杆+单根斜腹杆的形式三分之二，因此本技术方案的可调段2腹杆形式采用x型斜腹杆19能够大大降低连接桁架6的组合应力，使其结构刚度和强度更优。
[0171]
实施例4
[0172]
如图2-图3所示，本技术还公开了一种装配式无支墩支架，包括如实施例1或2或3所述的装配式纵梁27，所述装配式纵梁27上方支撑设置有横向分配梁组件22，所述横向分配梁组件22上支撑设置有纵向分配梁组件23，所述纵向分配梁组件23用于支撑浇筑模板24，浇筑模板24用于浇筑现浇箱梁30，其中，所述横向分配梁组件22包括至少两个横向分配梁25，相邻所述横向分配梁25间隔设置，所有所述横向分配梁25沿所述装配式纵梁27横向设置；所述纵向分配梁组件23包括至少两个纵向分配梁26，相邻所述纵向分配梁26间隔设置，所有所述纵向分配梁26沿所述横向分配梁25横向设置。
[0173]
此处需要说明的是：所述装配式纵梁27横向为所述装配式纵梁27的横截面方向，如图24所示；所述横向分配梁25横向为所述横向分配梁25的横截面方向，如图23所示。
[0174]
具体地，所述装配式纵梁27为至少两个，所有所述装配式纵梁27沿桥横向间隔布置。
[0175]
本实施例的有益效果：本技术所述的一种装配式无支墩支架，通过装配式纵梁27上方支撑设置有横向分配梁组件22，所述横向分配梁组件22上支撑设置有纵向分配梁组件23，所述纵向分配梁组件23用于支撑浇筑模板24，使得一种装配式无支墩支架整体结构受力明确，结构安全性控制更简单，而且通过长度固定的标准桁架段1和长度能够调节的可调段2相配合，所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁27在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
[0176]
实施例5
[0177]
如图1-图3所示，本实施例所述的一种装配式无支墩支架系统，包括如实施例4所述的装配式无支墩支架，所述可调段2下方设置有支墩抱箍28，所述支墩抱箍28通过支撑所述可调段2来支撑所述装配式无支墩支架，支墩抱箍28用于抱箍套设连接于支墩外侧；
[0178]
具体地，所述支墩抱箍28顶部支撑连接有主横梁29，所述装配式纵梁27为至少两个，所有所述装配式纵梁27沿桥横向间隔布置，所述主横梁29与所有所述装配式纵梁27的同侧端支撑连接。
[0179]
本实施例的有益效果：本实施例所述的一种装配式无支墩支架系统，通过支墩抱箍28将装配式无支墩支架的端部固定值桥梁支墩上，进而有效降低装配式无支墩支架对桥梁下方基础的要求，使其对地形的适应性大大增强。
[0180]
实施例6
[0181]
如图11-15所示，本实施例公开了一种用于实施例4所述的装配式无支墩支架的设计方法，包括以下步骤：
[0182]
s1，统计现有桥梁用现浇箱梁30及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库得到现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径和现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值；
[0183]
s2，基于现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值、现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径得到装配式纵梁27荷载分布规律和装配式纵梁27内力设计值范围；
[0184]
s3，基于现场施工要求和装配式纵梁27荷载分布规律和装配式纵梁27内力设计值范围确定装配式纵梁27中标准桁架段1的长度、所述可调段2的长度范围，计算得到标准桁架段1各杆件的内力设计值范围和可调段2各杆件的内力设计值范围，确定标准桁架段1各杆件布置和可调段2各杆件的布置；
[0185]
s4，设计装配式纵梁27、横向分配梁25和纵向分配梁26，并进行强度、刚度及稳定性复核。
[0186]
上述方案中，步骤s1具体为；
[0187]
步骤s11：统计现有桥梁用现浇箱梁30及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库得到跨径在20m～30m范围内的现浇箱梁的结构尺寸极限值，确定无支墩支架布置形式，
[0188]
步骤s12：基于无支墩支架布置形式确定现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径；
[0189]
步骤s13：基于现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径和现浇箱梁的结构尺寸极限值计算得到现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值。
[0190]
上述方案中，步骤s13具体为；
[0191]
s131.基于现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径和现浇箱梁的结构尺寸极限值计算得到现浇箱梁施加至纵向分配梁组件23的流体荷载极限值；
[0192]
s132.基于现浇箱梁施加至纵向分配梁组件23的荷载极限值计算得到纵向分配梁组件23施加至横向分配梁组件22的集中荷载极限值；
[0193]
s133.基于纵向分配梁组件23施加至横向分配梁组件22的集中荷载极限值计算得到横向分配梁组件22施加至装配式纵梁27的集中荷载极限值。
[0194]
上述方案中，步骤s1中，桥梁用现浇箱梁30的构造尺寸数据参数包括现浇箱梁30的梁高、底宽、翼缘悬挑长度和腹板厚度。无支墩支架的构造尺寸数据参数包括现有无支墩支架的布置形式，进一步地包括横向分配梁25及纵向分配梁26的布置间距。
[0195]
具体地，如图11-14所述，现浇箱梁30包括实体段、过渡段和一般段，步骤s2具体为：
[0196]
s21.基于现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值和现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径得到实体段、过渡段和一般段对应的纵向分配梁26荷载分布规律、横向分配梁25荷载分布规律和装配式纵梁27荷载分布规律；
[0197]
s22.基于纵向分配梁26荷载分布规律、横向分配梁25荷载分布规律和装配式纵梁27荷载分布规律分析得到实体段、过渡段和一般段对应的纵向分配梁26内力设计值范围、横向分配梁25内力设计值范围和装配式纵梁27内力设计值范围。
[0198]
本实施例的有益效果：本发明所提供的一种用于本技术所述的装配式无支墩支架的设计方法，基于大量数据，将现浇箱梁施工情况归纳统计，通过统计现有桥梁用现浇箱梁
30及无支墩支架的构造尺寸数据参数并建立现浇箱梁-无支墩支架数据库，基于所述现浇箱梁-无支墩支架数据库得到现浇箱梁30至装配式纵梁27的荷载传递路径和现浇箱梁施加至无支墩支架的荷载极限值，得到装配式纵梁27荷载分布规律和装配式纵梁27内力设计值范围，并确定装配式纵梁27中标准桁架段1的长度、所述可调段2的长度范围，优化装配式无支墩支架结构，使得经济合理、技术可行；通过该设计方法，设计出的装配式无支墩支架由于所述标准桁架段1和两端所述可调段2配合后的纵向总长度范围能满足第一阈值至第二阈值之间的至少两个跨径长度，以实现装配式纵梁27在第一阈值至第二阈值之间的范围内实现装配化、模数化以及标准化设计、生产及使用。
[0199]
实施例7
[0200]
如图11-15所示，本实施例公开了一种用于实施例4所述的装配式无支墩支架的设计方法，以具体试验为例：包括以下步骤：
[0201]
一、现浇箱梁30构造尺寸数据参数统计：
[0202]
为了确定中小型现浇箱梁30荷载传递路径与细部构造尺寸合理取值范围，本实施例以20～30m现浇箱梁30为研究对象，收集现有的专项施工方案和相关文献，并参考了《公路桥梁设计手册》和《施工临时支撑结构专项技术方案》等资料，建立了现浇箱梁30构造尺寸现浇箱梁-无支墩支架数据库并统计现浇箱梁30细部尺寸的上下限值。除此之外，统计了不同跨径下的现浇箱梁30各个区段长度，同时也考虑了顶板和底板的倒角对荷载贡献。
[0203]
1.现浇箱梁30构造尺寸
[0204]
如图11-14所示，20～30m跨现浇箱梁30根据截面类型通常为三大区域，即为实体段、过渡段和一般段，其中过渡段与一般段区别在于顶板厚度、底板厚度和腹板厚度不同。
[0205]
本节主要统计20～30m跨现浇箱梁30的基本构造尺寸，按照不同的跨径与不同的位置进行分类汇总，将箱梁构造尺寸放入现浇箱梁-无支墩支架数据库，为后续的纵向分配梁、横向分配梁以及装配式纵梁27设计荷载计算提供基本依据，具体构造尺寸如下表所示：
[0206]
表2箱梁尺寸统计表
[0207][0208]
由上表可知，基于20～30m现浇箱梁30构造尺寸统计表得出，20m～30m现浇箱梁30梁高上下限的限值为1.4m～2.0m；翼缘悬挑长度限值为1.75m～2.5m；箱梁底宽限值5m～6m；
[0209]
此外，在计算翼缘的面荷载集度时，将梯形荷载简化成矩形荷载，涉及翼缘厚取值
问题。经过对比计算，当翼缘厚数值取翼缘根部厚度时，翼缘根部弯矩约为实际弯矩的1.67倍，而当翼缘厚数值取翼缘均值时，翼缘根部弯矩约为实际弯矩的1.17倍，因此为了简化计算的准确性，这里取翼缘厚度均值(d3+d4)/2作为翼缘厚数值进行计算。
[0210]
2.倒角尺寸统计
[0211]
表3现浇箱梁倒角统计表
[0212][0213]
由上表中，为了简化顶板和底板的荷载计算，并对倒角面积进行记入考虑。本文收集20m～30m跨现浇箱梁30上下倒角尺寸并放入现浇箱梁-无支墩支架数据库，并进一步地计算出放大系数k＝a/a2，后续将取表中最大放大系数k＝1.2记入顶板和底板的荷载计算。
[0214]
3.区段长度统计
[0215]
表4 20m至30m跨现浇箱梁30各区段长度统计表
[0216][0217]
由上表可知，基于20m至30m跨现浇箱梁30各区段长度统计表，20m～30m现浇箱梁的一般段长度限值为6m～11m；过渡段长度限值为3m～7m；箱梁底宽长度限值为1m～1.5m；以上统计了统计现浇箱梁30各区段长度，为计算20～30m跨装配式纵梁27的控制截面内力
值提供基本参数。
[0218]
二、无支墩支架的构造尺寸数据参数统计
[0219]
基于已收集的工程案例资料，统计支架的结构类型，明确支架的布置形式，分析支架布置后的荷载传递路径，并据以此总结支架的荷载分布规律和确定合理区间。
[0220]
为了对无支墩支架施工荷载进行统计，参考《公路桥梁设计手册》和《施工临时支撑结构专项技术方案》等资料，放入现浇箱梁-无支墩支架数据库，并据此制作设计荷载自动计算表，具体包括四大区域(分别为腹板及实体段、一般段的顶板和底板、过渡段的顶板和底板，以及翼缘)设计荷载表、纵向分配梁设计荷载表、横向分配梁设计荷载表以及装配式纵梁27设计荷载表，实现改变基本参数便可以得到相应的内力值。
[0221]
1.支架布置形式：经过调研大量文献与查阅专项施工方案，传统20～30m跨现浇箱梁30支架受力结构主要有3层，基于此，拟定从上至下包括纵向分配梁(沿顺桥向)、横向分配梁(沿横桥向)以及装配式纵梁27。
[0222]
2.荷载传递路径：对于无支墩支架荷载的统计，首先要明确无支墩支架受力构件的主要荷载传递路径，其传力路径大致为：现浇箱梁30通过流体荷载的方式传至纵向分配梁，接着以集中力的方式过渡至横向分配梁和装配式纵梁27，最后传至桥梁的支墩和地基，荷载传递路径如图16所示：
[0223]
3.装配式纵梁27荷载分布规律：
[0224]
表5主要受力构件布置间距统计表
[0225][0226]
横向分配梁25和纵向分配梁26布置间距与荷载取值
[0227]
表6施工静动荷载统计表
[0228][0229]
现浇箱梁30的静荷载主要包括模板支架荷载、混凝土容重，由于手动计算未进行构件选型，暂时不考虑主要受力构件的自重；对于表5的荷载统计表中，(1)考虑腹板与顶板和底板处的模板自重q
22
；(2)考虑翼缘处的支架及模板荷载：进一步求地梁高h＝2m的荷载，采用线性内插法可得：q
21
＝0.402kn/m2。
[0230]
而对于施工动荷载，主要包括人群机具荷载和振捣荷载。
[0231]
四大区域设计面荷载:
[0232]
目前，20～30m现浇箱梁30除可调段2为实体外，其它区域均为空心结构。空心结构主要包含腹板、顶板和底板及翼缘三部分。由于竖向混凝土荷载主要与浇筑高度有关，所以腹板及实体段所受的面荷载集度是一致的，故可以将其合并为一类，顶板和底板分为过渡
段与一般段两类，翼缘基本保持不变，可单独作为一类。如此，箱梁共分为：腹板及实体段、一般段顶板和底板、过渡段顶板和底板以及翼缘，这4类进行设计荷载计算。
[0233]
下面以腹板及实体段为例：首先制作腹板及实体段设计面荷载统计表，如表7所示，之后统计出腹板及实体段设计面荷载极限值：如表8所示：
[0234]
表7腹板及实体段设计面荷载统计表
[0235][0236]
表8腹板及实体段设计面荷载极限值统计表
[0237][0238]
同理得到一般段—顶板和底板设计面荷载极限值、过渡段—顶板和底板设计面荷载极限值、以及翼缘设计面荷载极限值统计总表：
[0239]
表9剩余区域设计面荷载极限值统计总表
[0240][0241]
纵向分配梁设计线荷载：
[0242]
将纵向分配梁上部荷载简化成线荷载，并将其简化成多跨连续梁并结合静力计算手册查找得到剪力与弯矩分配系数，进而求解得到控制截面的弯矩和剪力内力值。
[0243]
下面以一般段—腹板—纵向分配梁为例：首先制作一般段—腹板—纵向分配梁设计线荷载表，如表10所示，得到一般段—腹板—纵向分配梁设计线荷载极限值表格，如表11所示，之后基于同样原理制作一般段—顶板和底板—纵向分配梁设计线荷载极限值、一般段—翼缘—纵向分配梁设计线荷载值，以及一般段—翼缘—纵向分配梁设计线荷载极限值总表表：如表12所示：
[0244]
表10一般段—腹板—纵向分配梁设计线荷载表
[0245][0246][0247]
表11一般段—腹板—纵向分配梁设计线荷载极限值表
[0248][0249]
同理得到一般段—顶板和底板—纵向分配梁设计线荷载极限值和一般段—翼缘—纵向分配梁设计线荷载极限值总表：
[0250]
表12剩余区域—纵向分配梁设计线荷载极限值总表
[0251][0252]
横向分配梁25设计线荷载：将横向分配梁以上的结构荷载简化成梁单元线荷载，并以下层搭接的装配式纵梁27作为支座，以此为基础绘制如图17和18所示的现浇箱梁的一般段/过渡段-横向分配梁荷载示意图以及现浇箱梁的实体段-横向分配梁荷载示意图。
[0253]
下面以一般段—腹板—纵向分配梁为例：首先制作一般段对应横向分配梁设计线荷载表，如表13所示，得到一般段对应横向分配梁设计线荷载极限值表，如表14所示，之后基于同样原理制作一般段—顶板和底板—纵向分配梁设计线荷载极限值、一般段—翼缘—纵向分配梁设计线荷载值，以及一般段—翼缘—纵向分配梁设计线荷载极限值总表：如表15所示：
[0254]
表13一般段对应横向分配梁设计线荷载表
[0255][0256]
表14一般段对应横向分配梁设计线荷载极限值表
[0257][0258]
同理，制作出过渡段对应横向分配梁设计线荷载极限值及实体段对应横向分配梁设计线荷载极限值总表：
[0259]
表15剩余区域对应横向分配梁设计线荷载极限值总表
[0260][0261]
装配式纵梁27设计线荷载：选取20～30m现浇箱梁30为研究对象,将装配式纵梁27上层结构荷载简化成梁单元线荷载，并绘制如19所示的现浇箱梁的装配式纵梁荷载示意图，并考虑施工动荷载，进一步地进行荷载组合计算不同区段的设计荷载。
[0262]
表16装配式纵梁27上层结构化成线荷载统计
[0263][0264]
三、构件内力分析：
[0265]
1.纵向分配梁内力分析
[0266]
将其简化成多跨连续梁并绘制荷载示意图与内力图，并结合静力计算手册查找得到剪力与弯矩分配系数，进而求解得到不同区段控制截面的内力值。
[0267]
表17一般段-腹板-纵向分配梁设计荷载统计
[0268][0269]
同理，得到一般段-顶板和底板-纵向分配梁设计荷载极限值和一般段-翼缘纵向分配梁设计荷极限值总表。
[0270]
表18其余区域-纵向分配梁设计荷载极限值总表
[0271][0272]
2.横向分配梁内力分析
[0273]
取单根横向分配梁为研究对象，将横向分配梁上层荷载简化成不同区域的线荷载，绘制一般段、过渡段以及实体段的荷载示意图，并结合手推公式进行最不利截面的最大内力值计算。
[0274]
进一步地绘制结构的内力图。详细计算结果如图20及下表所示。
[0275]
表19一般段-横向分配梁设计荷载统计表
[0276][0277]
同理得到过渡段-横向分配梁设计荷载极限值和实体段-横向分配梁设计荷载限值总表。
[0278]
表20其余区域-横向分配梁设计荷载极限值总表
[0279][0280]
通过图20和21的计算，得到表19和表20中各个区域对应的横向分配梁设计荷载极限值，为装配式纵梁27的受力计算做准备。
[0281]
3.装配式纵梁27内力分析：选取20～30m现浇箱梁30为研究对象,将装配式纵梁27上层结构荷载简化成梁单元线荷载，并考虑施工动荷载，进一步地进行荷载组合计算不同区段的设计荷载，最终求得装配式纵梁27的支座反力和最大截面内力，结果如图21和下表：
[0282]
表21装配式纵梁27设计荷载统计表
[0283][0284]
四、构件截面选型：
[0285]
1.内力分布规律：
[0286]
根据以上计算得到的主要受力构件内力值汇总如下：
[0287]
表22一般段-分配梁优化布置及内力汇总表
[0288][0289]
表23装配式纵梁27优化布置及内力汇总表
[0290][0291]
2.构件内力分析
[0292]
首先明确装配式无支墩支架荷载传递路径，如图16所示。其次统计装配式无支墩支架的布置情况，包括纵向分配梁26、横向分配梁25的常用布置间距、装配式纵梁27的布置间距，为内力计算提供参考依据。并基于纵向分配梁26模型、横向分配梁25模型、装配式纵梁27模型进行分析，其中，装配式纵梁27主要由可伸缩的可调段2(4～4.5m)和标准桁架段1(规格有5m、7m以及9m)拼接而成，可实现20～30m任意跨的现浇箱梁30支架。具体组合模式如下表所示：
[0293]
五、无支墩支架设计研究
[0294]
基于支架施工荷载统计，首先采用手算和电算相结合的方法确定支架结构内力分布情况，其次据以此查找对应行业规范进行杆件截面的选取，最后分别对杆件连接、锚固系统进行设计，验证结构的强度、刚度和稳定性，同时基于结构耐久性对支架的防护等级和设计年限进行设计，包括涂料的选取、涂层厚度的设计等。
[0295]
六、无支墩支架制造技术研究
[0296]
依据结构设计图纸，首先对支架加工制造的标准进行比选，以此来确定支架制造标准的选用，其次遴选具有满足使用性能、生产质量好的厂家进行标准化与模数化制造，最后根据支架的形状尺寸和受力特点编制相应运输方式和存放方案，确保支架在运输和存放过程中不发生变形、松动的现象，从而保证安装质量。最后根据结构的实际布置情况，绘制杆件的受力简图和内力图，并通过编制excel自动计算表格完成不同工况下杆件的内力(包括弯矩、剪力和轴力等)的计算。根据计算所得的内力值，揭示不同桥跨、不同布置情况下杆件的内力变化规律，圈定其变化范围。最后基于内力变化规律提出结构布置优化配置及内力设计值，优化配置包括杆件布置间距、杆件截面等。
[0297]
七、构件截面选型
[0298]
如图22-24所示，依据上述杆件布置优化配置及内力设计值，首先采用手算的方法进行杆件截面的初步选取，进而通过有限元分析软件建模计算优化杆件截面设计。
[0299]
浇筑模板、纵横向分配梁选型及验算：根据主要构件截面最大内力值与容许应力值，反算截面惯性矩，查询相关规范遴选材料类型与截面尺寸，并进行截面强度、刚度的验算。
[0300]
浇筑模板验算：这里以浇筑模板24为例，并参考《路桥施工计算手册》面板简化计算公式，对浇筑模板24的底膜面板进行强度与刚度的验算，具体计算过程如图25所示，通过对其强度中的跨中最大弯矩、最大剪力和最大正应力和最大剪应力计算，以及刚度中最大挠度计算，以符合强度与刚度的设计要求：
[0301]
纵向分配梁验算：这里以一般段—腹板的纵向分配梁为例，并参考《路桥施工计算手册》连续梁简化计算公式，对纵向分配梁进行强度与刚度的验算，过程如图26所示，通过对其强度中的跨中最大弯矩、最大剪力和最大正应力和最大剪应力计算，以及刚度中最大挠度计算，以符合强度与刚度的设计要求。
[0302]
横向分配梁验算：这里以一般段的横向分配梁为例，对横向分配梁进行强度与刚度的验算，具体计算过程如图27所示，通过对其强度中的跨中最大弯矩、最大剪力和最大正应力和最大剪应力计算，以及刚度中最大挠度计算，以符合强度与刚度的设计要求。
[0303]
装配式纵梁优化设计:装配式纵梁27优化设计主要包括结构形式与截面形式的设计。
[0304]
装配式纵梁27的主要受力构件包括：上下弦杆、腹杆、拉杆以及横联；具体材料与截面类型如下表所示：
[0305]
表24装配式纵梁27主要构件材料选型一览表
[0306]
主要构件上下弦杆腹杆拉杆横联类型双拼槽钢工字型钢圆钢管/实心圆槽钢
[0307]
为了提高重复利用率与节约施工成本，考虑装拆运输等因素，采用可伸缩调节的可调段2和标准段(5m-7m-9m)，满足20～30m跨现浇箱梁30的无支墩支架组合形式，具体如图1所示。对于装配式纵梁27，单元构件连接处采用双竖杆和双横联方式，并得出双竖杆中心距和净距。以30m装配式纵梁27为例，由2个4.5m可调段2和3个7m标准段组合而成，计算出装配式纵梁27整体截面高度、截面形心间距及宽度、截面形心间距和两组装配式纵梁27沿横桥向的间距。
[0308]
2.有限元分析软件整体模型验证
[0309]
构造尺寸：如图28所示，由于30m跨现浇箱梁30的无支墩支架承受的弯矩和剪力最大，因此本章以30m跨现浇箱梁30无支墩支架为研究对象，其基本构造尺寸如下表所示：
[0310]
表25 30m跨现浇箱梁30构造尺寸
[0311]
[0312]
主要受力构件类型及尺寸：无支墩支架的受力构件有3层，由上至下主要有：纵向分配梁—横向分配梁—装配式纵梁。根据每层构件的受力特性与内力大小，选择对应的材料类型(详见表24)与截面尺寸
[0313]
布置间距：为了施工便利性与无支墩支架的整体受力性能，将一般段的纵向分配梁间距由350mm调整为300mm，且半跨的实体段、过渡段以及一般段长度分别为1000mm-7000mm-7000mm；并计算得到不同区段的纵向分配梁、横向分配梁以及装配式纵梁27上下弦杆的间距100mm到400mm。
[0314]
边界条件：主要采用了一般支承、刚性连接和释放梁端约束。
[0315]
施加荷载：采用容许应力法，考虑混凝土分层浇筑，第一层混凝土荷载主要是底板和腹板，第二层混凝土是顶板和翼缘，采用分区域分段进行施加梁单元线荷载并计算。
[0316]
对于30m跨现浇箱梁30，梁高2m，第一层浇筑至1.45m处，第二层浇筑剩余0.55m。
[0317]
模型分析
[0318]
稳定性分析：前很多工程项目只是关注结构强度与刚度的验算，而往往忽视了稳定性验算，导致绝大多数结构都是由于失稳破坏造成的，因此临时结构需要进行屈曲稳定分析，要求屈曲分析特征值不小于4。本模型屈曲模态第1阶稳定系数特征值为19大于4，因此该30m跨现浇箱梁无支墩支架整体稳定性满足要求。此外，可以通过观察临时结构的屈曲模态，提前了解易失稳的部位，对其薄弱杆件或部位进行加强处理，提高整体结构的稳定性和安全性。
[0319]
静力分析
[0320]
强度验算：强度验算主要包括正应力与剪应力验算，本小节将对比无支墩支架的主要受力构件的手算与电算应力计算结果，不断地优化有限元分析软件模型，为开展后期的试验研究奠定基础。
[0321]
以纵向分配梁为例：手算与电算计算结果
[0322]
表26纵向分配梁应力汇总表
[0323][0324]
由上表结果可知，三大区域(实体段、过渡段以及一般段)的正应力均小于容许正应力，其中一般段的正应力最大(手算6.45mpa与电算正应力5.76mpa)小于11mpa，且电算计
算结果与手算计算结果相差较近，初步分析手算计算结果按照一次浇筑的荷载进行计算，后期将根据实际浇筑情况调整有限元分析软件模型荷载与边界条件。
[0325]
此外，对于纵向分配梁的剪应力，无论是手算计算结果还是电算计算结果，均小于容许剪应力1.7mpa，且手算计算结果与电算计算结果较为接近，因此强度满足规范要求。
[0326]
装配式纵梁27：装配式纵梁27的受力构件主要包括双拼槽钢截面的上、下弦杆、工字钢截面的腹杆、圆管截面的拉杆以及槽钢截面的横联。由于装配式纵梁27结构较为复杂，手算过程繁琐，此处只验算电算计算结果，详见下表：
[0327]
表27装配式纵梁27应力汇总表
[0328][0329][0330]
由装配式纵梁27的电算结果可知，
①
对于装配式纵梁27的上下弦杆基本能够满足端头抗剪与截面抗弯，其电算正应力121mpa小于容许正应力210mpa，剪应力54.1mpa小于容许剪应力120mpa，即满足强度设计要求；
②
对于腹杆，主要是加大截面积抵抗剪应力，因此尽可能选择较大截面的型钢，且装配式纵梁27最大正应力135mpa出现在此处，看后期是否加焊钢板截面；
③
对于拉杆和横联，主要是连接上下弦杆，使之成为一个整体，形成受力的框架结构，根据计算结果，后期将调整拉杆的构造尺寸。
[0331]
刚度验算:如图28所示，临时结构的刚度体现其抵抗变形的能力。为了简便计算，将30m跨的无支墩支架装配式纵梁27可简化成简支梁，其结构变形不可忽视，尤其是跨中变形应需重点关注。考虑受力构件自重与施加梁单元线荷载，计算无支墩支架的整体挠度，验算其刚度，具体如图28所示：30m跨的无支墩支架整体挠度为34.9mm小于容许挠度75mm,满足刚度要求。
[0332]
杆件连接设计
[0333]
连接销计算：如图30所示，上下弦杆之间的单元构件采用u型阴阳头+连接销进行连接，因此本实施例主要对连接销和阴阳头进行设计计算。此外，取连接销为受力研究对象，其受力简图如图29所示，然后提取有限元分析软件模型的弦杆释放梁端约束单元处的最大轴力，得到弦杆单元处的最大轴力为1265kn，并将此作为连接销的受力性能对其进行
设计选型，同时进行连接销的抗剪和抗弯能力验算。
[0334]
表28连接销抗剪计算
[0335][0336]
表29连接销抗弯计算
[0337][0338]
此外，由上表可知，选用直径14cm的连接销能够满足抗剪和抗弯性能要求。
[0339]
阴阳头计算：阴头构造和阳头构造图如图30所示，选用直径14cm的连接销后，对阴头和阳头进行结构设计和相关的验算，阴头和阳头的有效断面i、ii和销孔接触面均满足应力要求，因此表示该项结构设计科学合理。
[0340]
实施例8
[0341]
本实施例所述的一种用于实施例3所述的装配式无支墩支架的设计方法，与实施例6或7的不同之处在于：步骤s3具体包含以下步骤：
[0342]
s31.基于运输及制作条件选取一种标准桁架段1的长度尺寸，并定义为第一标准桁架段单元5；
[0343]
s32.基于第一标准桁架段单元5的长度尺寸，拟定另外两种标准桁架段1的长度尺寸，并分别定义为第二标准桁架段单元4和第三标准桁架段单元3，使得第三标准桁架段单元3长度《第二标准桁架段单元4长度《第一标准桁架段单元5，并基于第一标准桁架段单元5的长度尺寸、第二标准桁架段单元4的长度尺寸和第三标准桁架段单元3的长度尺寸拟定可调段2的长度调节范围；
[0344]
s33.基于第一标准桁架段单元5的长度、数量及可调段2的长度调节范围确定装配式纵梁27的长度范围是否涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
[0345]
s34.如果步骤s33中装配式纵梁27的长度范围不能涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，则基于第一标准桁架段单元5的长度和数量、第二标准桁架段单元4的长度和数量及可调段2的长度调节范围确定装配式纵梁27的长度范围是否涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
[0346]
s35.如果步骤s34中装配式纵梁27的长度范围不能涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，则基于第一标准桁架段单元5的长度和数量、第二标准桁架段单元4的长度和数量、第三标准桁架段单元3的长度和数量及可调段2的长度调节范围确定装配式纵梁27的长度范围是否涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
[0347]
s36.如果步骤s35中装配式纵梁27的长度范围不能涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，调整第二标准桁架段单元4的长度，重复步骤s34～步骤s35，直至装配式纵梁27的长度范围涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；和/或，调整第三标准桁架段单元3的长度，重复步骤s35，直至装配式纵梁27的长度范围涵盖20m～30m范围内所有整数米长度；
[0348]
s37.上述步骤中，当装配式纵梁27的长度范围涵盖20m～30m范围内所有整数米长度，则停止，并将该条件下的第一标准桁架段单元5的长度和数量及第二标准桁架段单元4的长度和数量、第三标准桁架段单元3的长度和数量为最终值，并以此确定可调段2的长度调节范围的最终值。在计算时，具体为以下步骤：
[0349]
步骤一：一种标准段组合单规格组合模式：首先，组合过程中遵循结构对称、节点最少的原则选择标准段尺寸和数量，进而确定可调段2尺寸，如式4-1所示：
[0350]
s＝ali+2dj
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4-1)
[0351]
式中，s为跨径，s＝20～30m；a为标准段数量，且为奇数；li为标准段长度，包括5m、7m、9m三种规格，为了使节段数量尽量少，其选用原则应从节段最长的标准段开始选；dj为可调段2长度，包括4m和4.5m两种，可调段2是根据标准段选定后进行确定。
[0352]
步骤二：两种标准段组合双规格组合模式：如果按照步骤一的选用规则无法满足要求，进一步地选用两种标准段进行组合，组合过程中选取的标准段从最长的两种规格开始组合，目的在于减少节段数量，如式4-2所示：s＝ali+blj+2dj
ꢀꢀꢀꢀ
(4-2)
[0353]
式中，s为跨径，s＝20～30m；a、b为标准段数量，奇数、偶数均可以；li、lj为标准段长度，包括5m、7m、9m三种规格，为了使节段数量尽量少，其选用原则应从节段最长的标准段开始选；dj为可调段2，包括4m和4.5m两种，可调段2是根据标准段选定后进行确定。
[0354]
步骤三：三种规格组合多规格组合模式：如按步骤一、步骤二无法进行组合仍无法满足，则采取三种规格进行组合，如式4-3所示：s＝ali+blj+clk+2dj
ꢀꢀꢀꢀ
(4-3)
[0355]
从结构形式方面考虑，装配式纵梁27作为无支墩支架的主要受力结构，其节段拼装遵循“少规格，多组合”的原则，即在满足科学和经济理念的前提下，减少节段规格类型，降低钢材的加工制造成本，能够实现在施工现场完成快速组拼吊装要求。此外，装配式纵梁27的节段规格能够满足高速公路运输基本条件，同时也适用于山区的运输条件。
[0356]
此外，可调段2有4m和4.5m，标准段有5m、7m以及9m，即一共有5种节段规格。在前期选取节段规格尺寸，先考虑标准段的基本尺寸，后确定可调段2的尺寸大小。对于标准段的节段长度主要考虑了高速公路的运输条件和相邻标准段长度差不小于2m，由于标准段外形结构形式基本一致，若相邻的标准段长度相差较近，现场工人容易混淆不同规格的节段，错选了其他规格的节段进行拼装，导致无法满足现场需求从而出现大面积返工，增加了人工和时间成本，违背了绿色循环经济的原则。因此经过反复对比选用了5m、7m以及9m标准段系列，其是以公差2m的等差数列节段，在加上4m和4.5m可调段2，最多使用3种规格包括可调段2和标准段就能满足在20～30m跨现浇箱梁30现场组拼的空间钢桁架。
[0357]
连接方式方面：可调段2与标准段、标准段与标准段以及标准段与可调段2之间均采用阴阳头+销子进行连接，能够在现场快速完成组拼。在设计阴阳头和销子选型时，建立有限元分析软件模型并在每个连接处-梁单元释放梁端单元约束，提取此处弦杆的轴力对于销子为剪力进行设计计算，同时验算阴阳头孔壁承压、销子的应力。
[0358]
空间钢桁架(装配式纵梁27)采用鱼腹形(上、下弦杆平行且端部拉杆倾斜)的结构形式：主要从以下3个方面进行考虑：结构形式方面：可调段2拉杆与上弦杆和腹杆组成了近似的结构直角三角形，形成了一个局部桁式结构，大大提高了可调段2的稳定性。若此处不设置拉杆，则变成类似悬挂重物的悬挑段，失稳侧翻的风险将进一步提高。现场施工方面：可调段2的整体结构形如直角梯形，且直角梯形的斜边在可调段2的端部，有足够的空间和
位置安拆锚固系统，便于现场节段组拼吊装和工人施工作业。受力性能方面：本技术方案的空间桁架主要承受由横向分配梁及其以上的受力构件传递的荷载，而对比文件1中的下弦杆由两端向中间倾斜，并形成大角度的尖角，当该梯形钢结构支架承受上部荷载产生变形，易在此处形成应力集中造成下弦杆受拉破坏。此外，本技术方案的空间桁架端部采用抗剪键进行抵御剪切变形破坏。
[0359]
实施例9
[0360]
本实施例提供了一种用于实施例5装配式无支墩支架系统的设计方法，包含以下步骤：
[0361]
a1，基于如本技术所述的用于装配式无支墩支架的设计方法完成装配式纵梁27设计，并得到装配式纵梁27支反力数据参数；
[0362]
a2，统计现有桥梁用支墩31尺寸数据参数装配式纵梁27并建立支墩31数据库，基于所述支墩31数据库得到跨径在20m～30m范围内支墩31尺寸最常见数据参数值，并据此拟定支墩抱箍28的结构尺寸；
[0363]
a3，基于装配式纵梁27结构和支墩抱箍28的结构尺寸引入主横梁29，并确定装配式纵梁27至支墩抱箍28的荷载传递路径；
[0364]
a4，基于装配式纵梁27支反力数据参数得到主横梁29截面最大弯矩和最大剪力，并据此对主横梁29进行截面选型，之后计算得到主横梁29施加于支墩抱箍28的荷载；
[0365]
a5，基于主横梁29施加于支墩抱箍28的荷载对拟定支墩抱箍28的结构尺寸进行强度、刚度及稳定性验算。
[0366]
本实施例有益效果：基于现有梁用支墩31尺寸数据参数装配式纵梁27并建立支墩31数据库，得到支墩31尺寸最常见数据参数值，并基于此来确定支墩抱箍28的结构尺寸，以及引入主横梁29，并确定装配式纵梁27至支墩抱箍28的荷载传递路径，整个过程，为支墩抱箍28的设计提供的参数依据，提高了支墩抱箍28设计的效率。
[0367]
实施例10
[0368]
本实施例提供了一种用于实施例5装配式无支墩支架系统的设计方法，在实践过程中，具体包括如下操作：a1，基于如实施例5或6或7所述的用于装配式无支墩支架的设计方法完成装配式纵梁27设计，并得到装配式纵梁27支反力数据参数；具体如图31和下表所示：
[0369]
表30提取装配式纵梁27支反力与求解抱箍竖向力
[0370]
装配式纵梁片1装配式纵梁片2装配式纵梁片3装配式纵梁片4装配式纵梁片5装配式纵梁片6单侧抱箍竖向力f
支1f支2f支3f支4f支5f支6f竖
＝f
支总
/2knknknknknknkn1060.78318338338311060.72724.7
[0371]
其中单片装配式纵梁27的最大支反力为1060.7kn，单侧抱箍竖向力为2724.7kn。
[0372]
如图34和35所示，支墩抱箍28套设抱接在支墩31外侧一周，同时在支墩抱箍28上设置多个筋板36，用于加强支墩抱箍28本身的结构。
[0373]
步骤a2，统计现有桥梁用支墩31尺寸数据参数装配式纵梁27并建立支墩31数据库，基于所述支墩31数据库得到跨径在20m～30m范围内支墩31尺寸最常见数据参数值，并据此拟定支墩抱箍28的结构尺寸，选用直径1.5m、高度1.2m以及厚度2cm的钢抱箍。
[0374]
如图36所示，步骤a3，基于装配式纵梁27结构和支墩抱箍28的结构尺寸引入主横
梁29，并确定装配式纵梁27至支墩抱箍28的荷载传递路径；
[0375]
步骤a4，基于装配式纵梁27支反力数据参数得到主横梁29截面最大弯矩和最大剪力，并据此对主横梁29进行截面选型，之后计算得到主横梁29施加于支墩抱箍28的荷载；具体地，由装配式纵梁27、主横梁29和钢制的支墩抱箍28结构配合可知，三层受力构件的荷载传递路径为：装配式纵梁27
→
主横梁29
→
支墩抱箍28，以主横梁29为受力研究对象，将其进行结构进行简化计算，且利用结构力学求解器进行建模求解主横梁29截面最大弯矩和最大剪力并据此对主横梁进行截面选型，并得到主横梁的具体尺寸。计算求得主横梁的截面最大弯矩绝对值|m
max
|和最大剪力绝对值|v
max
|，并据此反算出截面抗弯模量进一步地确定主横梁截面的选型，最后代入相应的计算公式，经正应力和剪应力验算，均满足规范计算要求。
[0376]
步骤a5，基于主横梁29施加于支墩抱箍28的荷载对拟定支墩抱箍28的结构尺寸进行强度、刚度及稳定性验算，其中包括高强螺栓数量及抗剪、抗拉验算。
[0377]
表31抱箍结构应力验算汇总
[0378][0379]
选用直径1.5m、高度1.2m以及厚度2cm的钢抱箍。并选择高强螺栓型号m24及螺栓数量为48个，且均通过抗拉、抗弯性能要求，满足规范基本要求。
[0380]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。