(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111566121.9 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 中铁二院工程 集团有限责任公司 地址 610031 四川省成 都市金牛区通锦路 三号 (72)发明人 姚南　何庭国　肖杰　黄毅　徐栋　 (74)专利代理 机构 四川力久律师事务所 512 21 代理人 刘雪莲 (51)Int.Cl. E01D 2/04(2006.01) E01D 19/00(2006.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种体外预应力混凝土箱梁转向构造简化 设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种体外预应力混凝土箱梁 转向构造简化设计方法， 应用于桥梁工程体外预 应力结构技术领域， 包括以下步骤： S1、 将箱梁顶 板、 箱梁底板和箱梁腹板分别简化为平面杆系单 元； S2、 设定杆系单元的横截面宽度、 高度和长 度； S3、 将转向构 件简化为平面网格模型， 将体外 束转向力荷载作用 在荷载作用点； S4、 将各简化 的结构在二维平面上组合， 得到二维框架模型； S5、 计算二维框架模型的受力， 根据受力结果对 转向构件进行配筋设计； 该简化 设计方法能够快 速对转向构造进行简化， 整个过程简单容易实 现， 不需要复杂的过程， 简化了建模计算过程， 提 高了设计 速度。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114150565 A 2022.03.08 CN 114150565 A 1.一种体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 所述转向构造包 括箱梁顶板、 箱梁腹板、 箱梁底板、 转向构件和体外束转向管， 简化设计方法包括以下步骤： S1、 将箱梁顶板和箱梁底板分别简化为平面杆系单元， 分别记为杆系单元一、 杆系单元 二， 将箱梁腹板简化 为平面杆系单 元， 记为杆系单 元三； S2、 设定所述杆系单元一、 所述杆系单元二和所述杆系单元三的横截面宽度、 高度和长 度； S3、 将所述转向构件简化为平面网格模型， 所述平面网格模型为若干道竖向杆单元和 横向杆单元交叉固定连接形成， 将所述体外束转向管简化为荷载作用点， 作用于横向杆单 元和竖向杆 单元交叉的部分节点上； S4、 按转向构造各部件的位置关系将各简化的结构在二维平面上组合， 添加荷载和边 界条件， 得到二维框架模型； S5、 计算所述 二维框架模型的受力， 根据受力结果对所述 转向构件进行配筋设计。 2.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 两个所述转向构件相互间隔设置， 所述箱梁腹板连接在所述转向构件的外侧， 所述体外束 转向管设于转向构件内， 所述体外束转向管距所述箱梁底板的距离小于所述体外束转向管 距箱梁顶板的距离， 所述转向构件、 所述箱梁腹板的顶部连接所述箱梁顶板， 所述转向构 件、 所述箱梁腹板的底部连接所述箱梁底板 。 3.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 确定所述杆系单 元二的横截面宽度时， 取 下列A、 B两者中的最小值： A＝1/3L； B＝b+2bh+12hf； 其中， L为两个箱梁腹板中心距， b为转向构件的厚度， bh为转向构件与箱梁顶板或箱梁 底板之间的倒角宽度， hf为箱梁顶板或箱梁底板的厚度。 4.根据权利要求3所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 所述杆系单元一、 所述杆系单元三的横截面宽度分别取为1m， 所述杆系 单元二的横截面宽 度取为A、 B两者中的最小值。 5.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 所述杆系单元一、 所述杆系单元二和所述杆系单元三的的横截面高度分别取对应的所述箱 梁顶板、 所述箱梁底板和所述箱梁腹板的实际厚度， 所述杆系 单元一和所述杆系 单元二的 长度分别取对应的所述箱梁顶板、 所述箱梁底板的实际长度， 所述杆系 单元三的长度取所 述箱梁腹板的实际高度。 6.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 在所述平面网格模型 的边界处： 所述杆系 单元三与多根所述横向杆单元连接， 所述杆系 单 元一、 所述杆系单 元二分别与多根所述竖向杆 单元连接。 7.根据权利要求6所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 根据所述体外束转向管的数量和在所述转向构件中的位置， 确定荷载作用点的数量和位 置， 所述荷载作用于转向构造的方向为体外束转向管转向弯曲的方向。 8.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4中添加荷载， 是在每根所述体外束转向管中心 位置施加转向荷载P， 施加转向荷权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114150565 A 2载P的大小通过 下列公式计算： P＝2Fsin( α /2) 其中， F为体外束转向管的预张拉力， α 为体外束转向管的转向角。 9.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4中添加边界条件， 是在所述杆系单元一和所述杆系单元三的交点处， 从组合后 的简化结构顶部向底部方向添加竖向支撑， 所述竖向支撑用于限制组合后的简化结构的位 移。 10.根据权利要求1所述的体外预应力混凝土箱梁转向构造简化设计方法， 其特征在 于， 所述转向构件为 转向竖肋、 转向块、 转向横肋或转向横隔板 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114150565 A 3