(19)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 202210536279.X (22)申请日 2022.05.17 (71)申请人 广西壮族自治区桂西公路发展中心 地址 530001 广西壮 族自治区南宁市西乡 塘区友爱南路26号 申请人 广西北投 交通养护科技 集团有限公 司 (72)发明人 孔令才　宁杰钧　郝天之　陈齐风　 骆俊晖　 (74)专利代理 机构 南宁智卓专利代理事务所 (普通合伙) 4512 9 专利代理师 吴世贵 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01)E01D 22/00(2006.01) E01D 4/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分 析方法 (57)摘要 本发明提供矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失 效模型的分析方法， 属于 矮墩连拱桥拆除技术领 域， 实测矮墩连拱桥结构尺寸参数和材料容重， 以矮墩连拱桥的墩柱作为分析对象， 桥墩除了自 身自重及顶部传递而来的竖向荷载外， 仅受到拱 肋传递来的推力作用， 当桥墩所受推力大于其自 身抗剪强度时， 桥墩则会整体发生剪切失效。 能 使矮墩连拱桥整体倒塌， 使施工工期大大缩短， 降低设备与人工成本， 在拱桥结构完好的对称受 力状态下对桥墩进行对称、 同步切割作业， 对于 结构受力影 响较小， 避免施工人员在结构受力不 对称的条件 下逐跨实施拆除， 降低了施工人员的 安全风险。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115168932 A 2022.10.11 CN 115168932 A 1.矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在于： 实测矮墩连拱桥结 构尺寸参数， 获取桥面系自重荷载集度、 侧墙、 填料、 腹拱、 主 拱、 立柱和桥墩的材料容重， 以 矮墩连拱桥的墩柱作为分析对象， 受力分析， 假设第一跨的拱桥结构 完全倒塌， 由于顶部的 填料、 侧墙、 腹拱圈及桥面系的抗拉能力低， 对墩柱的影响不大， 可忽略不计， 桥墩除了自身 自重及顶部传递而来的竖向荷载外， 仅受到拱肋传递来的推力作用， 当桥墩所受横向推力 大于其自身抗剪强度时， 桥墩则会整体发生剪切失效。 2.根据权利要求1所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 拱肋传递来的推力包括主拱肋的自重荷载、 拱上立柱的荷载F(n)＝F1+F2+…+Fn、 分布荷 载q1和均布荷载q2， 分布荷载q1为拱肋简化而成的杆件端点与n号腹拱边缘之间实腹段的填 料、 侧墙及桥面系的自重荷载， 均布荷载q2为拱肋简化而成的杆件端点到桥跨中点之间的 填料、 侧墙及桥面系的自重荷载， Fn为单根拱上立柱的荷载， n为正整数， 表示拱上立柱的根 数。 3.根据权利要求2所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 先计算 一根拱上立柱荷载， 则i 号拱上立柱承受的集中荷载 Fi可以表示 为： qqm为桥面系纵桥向的自重恒载集度， ρcq为侧墙材料容重、 ρtl为填料材料容重、 ρfg为腹 拱材料容重、 ρlz为立柱材料容重， 设i为非零的自然数， 从桥梁小桩号向大桩号对腹拱依次 进行由小到大的编号， i号腹拱计算跨径为li， fi为计算矢高， xi为水平方向上i号腹拱的中 点距i号拱上立柱中心线的计算距离， i号腹拱拱上侧 墙横桥向的等效宽度为kcqi， i号腹拱 填料横桥向的等效宽度为ktli， i号腹拱横桥向的等效宽度为kfgi， i号腹拱顶部上方填料高 度为htli， i号腹拱顶部上方侧墙高度为hcqi， i号腹拱拱肋高度为hfgi， i号拱上立柱高度为 hi， 横桥向宽度为 ki， 纵桥向宽度为di。 4.根据权利要求3所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 计算分布荷载q1的具体过程 为： 分布荷载q1的竖直受力为Fq1：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115168932 A 2其中， L1为q1实腹段的长度， xs为距B点的水平距离， ktlq1为q1实腹段填料的横桥 向等效 宽度， kcqq1为q1实腹段侧墙的横桥向等效宽度， 主拱顶部上方填料高度为htlq， 主拱顶部上方 侧墙高度为hcqq， β 为角度。 5.根据权利要求4所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 均布荷载q2为实腹段的集中荷载 Fq2的具体计算过程 为： 其中， L2为q2实腹段的长度， ktlq2为q2实腹段填料的横桥向等效宽度， kcqq2为q2实腹段侧 墙的横桥向等效宽度。 6.根据权利要求5所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 主拱肋的自重荷载Gzg的计算过程 为： 其中， ρzg为主拱肋的材料容重， lzg为主拱肋计算跨径， fzg为计算矢高， kzg为横桥向宽 度， hzg为高度。 7.根据权利要求6所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 桥墩所受横向推力大小为Fpx： Fpx＝Fpcosβ 其中， 则 8.根据权利要求7所述的矮墩连拱桥快速拆除的桥墩失效模型的分析方法， 其特征在 于： 矮墩连拱桥的桥墩截面尺寸大， 且外围布设有钢筋， 欲使其 发生剪切破坏需要将外围钢 筋切断， 故仅考虑剩余核心部分混凝土的抗剪承载力， 假设桥墩剩余核心部分混凝土发生 剪切的截面尺寸 为av×bv， 得抗剪承载力为： 其中， fvd为材料抗剪强度， μf为摩擦系数， 取为0.7， γ0为结构重要性系数， 取为1.0， Nk 为与受剪截面垂直的压力值， 除了拱肋传递而来的竖向分力 外， 还应包括拱上立柱顶部所受桥面系、 侧 墙、 填料、 腹 拱、 墩上立柱自重荷载F0以及桥墩剪切面顶部材料的自重荷载G0， 墩上立柱 的材料容重为 ρlz， 高度为h0， 横桥向宽度为k0， 纵桥向宽度为d0， 以拱脚下方桥墩截面为剪切面， 桥墩材料 容重为ρqd， 剪切面上方桥墩剩余高度为hqd， 横桥向宽度为kqd， 纵桥向宽度为dqd， 则墩上立柱 自重荷载 F0：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115168932 A 3