本發(fā)明涉及涵洞工程，具體涉及一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法。

背景技術(shù)：

1、涵洞作為公路和市政道路建設(shè)的關(guān)鍵組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和公路工程的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用日益廣泛，設(shè)計理論和計算方法也日趨成熟。

2、目前，涵洞設(shè)計計算主要采用理論法和有限元法兩種方法。有限元法以其廣泛的適用性和高計算準(zhǔn)確性而受到青睞，但同時也因其設(shè)計計算過程的復(fù)雜性和耗時性而存在一定的局限性。而理論法則以其簡便的設(shè)計計算過程和較低的成本而受到廣泛應(yīng)用，尤其是在涵洞上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算中，由于結(jié)構(gòu)相對簡單，受力情況明確，理論設(shè)計計算方法已相當(dāng)成熟。然而，涵洞下部結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)底板和側(cè)墻，由于其型式多樣和受力情況的復(fù)雜性，現(xiàn)有理論設(shè)計計算方法尚需進(jìn)一步完善。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，涵洞下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法主要依賴于有限元法或規(guī)范推薦的理論設(shè)計方法。例如：中華人民共和國行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)jtg/t?3365-02-2020《公路涵洞設(shè)計規(guī)范》9.4.5條提出了整體式基礎(chǔ)底板的設(shè)計方法，并提供了跨中彎矩和節(jié)點彎矩的計算公式。然而，這些方法并未充分考慮基礎(chǔ)底板與側(cè)墻剛度差異對內(nèi)力分配的影響，導(dǎo)致節(jié)點彎矩的計算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實際值。這種情況不僅影響了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，還可能導(dǎo)致材料的浪費。上述問題亟待解決，為此，本發(fā)明提出了一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：如何解決現(xiàn)有技術(shù)中對于整體式涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩，目前尚無合理準(zhǔn)確方法可快速計算且經(jīng)濟(jì)可行的問題，提供了一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，該方法將充分考慮基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比，以更精確地計算節(jié)點彎矩，這將促進(jìn)涵洞設(shè)計的優(yōu)化，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的精確度和成本效益，同時降低材料的不必要消耗，為道路基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明包括以下步驟：

3、步驟s1：基于基礎(chǔ)底板與側(cè)墻剛度差異構(gòu)建洞身下部結(jié)構(gòu)的計算參數(shù)模型，計算基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比；

4、步驟s2：基于基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比對內(nèi)力分配的影響，根據(jù)不同工況、不同涵洞型式以及線剛度比，對洞身下部結(jié)構(gòu)的全過程數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行回歸分析，獲得綜合系數(shù)；

5、步驟s3：基于綜合系數(shù)，計算洞身下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板的節(jié)點彎矩。

6、更進(jìn)一步地，在所述步驟s1中，計算參數(shù)模型中包括如下參數(shù)：頂板的厚度d、側(cè)墻的厚度t1、基礎(chǔ)底板的厚度t2、頂板中心點至基礎(chǔ)底板中心點的距離h1、兩側(cè)墻中心點的距離l1、基礎(chǔ)底板設(shè)計壓應(yīng)力q。

7、更進(jìn)一步地，整體式涵洞包括頂板、兩個側(cè)墻和基礎(chǔ)底板，頂板采用預(yù)制構(gòu)件或現(xiàn)場澆筑得到，頂板和兩個側(cè)墻之間通過搭接的方式連接，兩個側(cè)墻和基礎(chǔ)底板整體澆筑，基礎(chǔ)底板向兩個側(cè)墻外側(cè)延伸預(yù)定的距離。

8、更進(jìn)一步地，在所述步驟s1中，基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比計算公式如下：

9、；

10、其中，為頂板中心點至基礎(chǔ)底板中心點的距離，為兩側(cè)墻中心點的距離，為側(cè)墻的厚度，為基礎(chǔ)底板的厚度。

11、更進(jìn)一步地，在所述步驟s2中，綜合系數(shù)的計算公式如下：

12、。

13、更進(jìn)一步地，在所述步驟s3中，基礎(chǔ)底板的節(jié)點彎矩計算公式如下：

14、；

15、其中，為基礎(chǔ)底板設(shè)計壓應(yīng)力。

16、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

17、1、本發(fā)明提出了反映基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比影響的綜合系數(shù)，提供了一種更為精確、易于操作且快捷的整體式涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法。

18、2、通過考慮基礎(chǔ)底板與側(cè)墻剛度差異對內(nèi)力分配的影響，使計算結(jié)果能更貼近結(jié)構(gòu)的真實受力狀態(tài)，提升了設(shè)計的可靠性。

19、3、本發(fā)明能夠精確計算出基礎(chǔ)底板的節(jié)點彎矩值，從而允許基礎(chǔ)底板跨中和節(jié)點處進(jìn)行差異化的、精細(xì)化的配筋設(shè)計，避免了以往一刀切，統(tǒng)一配筋而造成的過度配筋，減少了不必要的材料使用，顯著降低了工程成本。

技術(shù)特征：

1.一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，其特征在于，在所述步驟s1中，計算參數(shù)模型中包括如下參數(shù)：頂板的厚度d、側(cè)墻的厚度t1、基礎(chǔ)底板的厚度t2、頂板中心點至基礎(chǔ)底板中心點的距離h1、兩側(cè)墻中心點的距離l1、基礎(chǔ)底板設(shè)計壓應(yīng)力q。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，其特征在于，整體式涵洞包括頂板、兩個側(cè)墻和基礎(chǔ)底板，頂板采用預(yù)制構(gòu)件或現(xiàn)場澆筑得到，頂板和兩個側(cè)墻之間通過搭接的方式連接，兩個側(cè)墻和基礎(chǔ)底板整體澆筑，基礎(chǔ)底板向兩個側(cè)墻外側(cè)延伸預(yù)定的距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，其特征在于，在所述步驟s1中，基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比計算公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，其特征在于，在所述步驟s2中，綜合系數(shù)的計算公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，其特征在于，在所述步驟s3中，基礎(chǔ)底板的節(jié)點彎矩計算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于綜合系數(shù)法的涵洞基礎(chǔ)底板節(jié)點彎矩計算方法，屬于涵洞工程技術(shù)領(lǐng)域，包括：基于基礎(chǔ)底板與側(cè)墻剛度差異構(gòu)建洞身下部結(jié)構(gòu)的計算參數(shù)模型，計算基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比；基于基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比對內(nèi)力分配的影響，根據(jù)不同工況、不同涵洞型式以及線剛度比，對洞身下部結(jié)構(gòu)的全過程數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行回歸分析，計算獲得綜合系數(shù)；基于綜合系數(shù)，計算洞身下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板的節(jié)點彎矩。本發(fā)明將充分考慮基礎(chǔ)底板與側(cè)墻的線剛度比，以更精確地計算節(jié)點彎矩，這將促進(jìn)涵洞設(shè)計的優(yōu)化，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的精確度和成本效益，同時降低材料的不必要消耗，為道路基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

技術(shù)研發(fā)人員：吳志剛,殷亮,慈偉主,楊大海,王勝斌,陳星,丁楠,周云,朱俊,殷濤,汪志甜,魏慶慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9