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超载运营对大跨度钢筋混凝土桁架拱桥安全性能影响研究
| 论文题名： | 超载运营对大跨度钢筋混凝土桁架拱桥安全性能影响研究 |
| 关键词： | 既有桁架拱桥;钢筋混凝土;超载运营;抗力衰减;荷载效应;安全性能 |
| 摘要： | 钢筋混凝土桁架拱桥是一种具有水平推力的拱型桁架桥，它不仅具有桁架桥自重轻、节省材料的特点，而且还有拱桥结构受力合理的特点，适用于软地基，在上世纪50-70年代在我国各省市地区得到了广泛的应用，成为公路及农桥的重要桥型之一，为当时交通和社会经济的发展做出了重大贡献。然而随着交通量的增长，车流密度及车辆载重的大幅增加，昔日建造的相当一部分桁架拱桥出现了不同程度的病害，承载力明显下降，已经不能满足使用要求甚至威胁运营安全，因此对既有钢筋混凝土桁架拱桥进行安全性能影响研究，合理评估既有钢筋混凝土桁架拱桥的安全性，已经成为刻不容缓的问题，但目前超载运营下钢筋混凝土桁架拱桥可靠度方面的研究不多，这正是本文研究的出发点。 本文以甘肃省定陇公路转体2＃桥为工程背景，基于“随机可靠度”相关理论和方法对既有钢筋混凝土桁架拱桥在超载运营下的安全性能进行研究，研究的主要内容和结果如下： 比较了新旧桥梁规范中汽车荷载和冲击系数取值的差异，推导了考虑桥面不平整度影响的冲击系数的计算公式，论述了汽车的超载和桥梁的限载标准；采用4个正态概率密度函数的组合来反映车辆荷载多峰分布的特点，采用分段分布的概率密度函数来反映车辆荷载的总体情况和尾部的重车情况，并建立了实测的车辆荷载模型。 选取了几种常用的桥梁结构形式（斜拉桥、刚架拱桥、连续刚构桥、连续梁桥、简支梁桥）对汽车-20级荷载和实测车辆荷载作用下的荷载效应值进行了对比，得出不同结构形式的桥梁实测的车辆荷载效应值均为汽车-20级荷载效应值的1.4倍左右。 从结构体系、构件、连接和附属设施四个方面描述了桁架拱桥的病害，分析了超载运营对桥面系、行车道板及其他主要受力构件的危害；在对混凝土劣化、钢筋锈蚀和混凝土与钢筋之间粘结力随时间变化研究的基础上，建立了结构的抗力衰减概率模型。 基于以上研究成果，本文运用基于可靠度理论的验算点法对一座超载下的钢筋混凝土桁架拱桥在不考虑超载运营和考虑超载运营两种情况下的安全性能进行了研究，介绍了针对定陇公路2#桥的病害所采用的主要加固方法，并对加固前后行车道板的抗力和可靠性指标进行了对比分析，得出加固后结构安全可靠，抗力提高明显。 |
| 作者： | 王蔚 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王根会 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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