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UHPC在预应力混凝土桁式组合拱桥上的应用研究
| 论文题名： | UHPC在预应力混凝土桁式组合拱桥上的应用研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土桁式组合拱桥;超高性能混凝土;实腹段加固;截面优化 |
| 摘要： | 预应力混凝土桁式组合拱桥是中国独创的一种桥型结构，该桥型结构在受力性、经济性、施工工艺等方面有诸多可取之处。但受限于当年施工工艺比较局限、使用的建筑材料质量不高以及近年来交通量不断增长等因素，导致该类桥型出现了大量的病害。针对这些病害，现有的加固手段如粘贴热轧扁钢带、贴纤维布等效果已不明显。本研究将近年来新兴的超高性能混凝土（UHPC）应用于预应力混凝土桁式组合拱桥，从加固和设计两个层面对其应用效果进行研究。具体工作内容如下： （1）对预应力混凝土桁式组合拱桥上部结构进行病害统计，同时以贵州省内共青大桥为原型，利用有限元软件对其进行整体及局部受力分析，并将分析结果和该类桥的病害分布方式进行对比。结果表明其病害大量集中在双立柱、虎口、实腹段及单立柱处，且该桥的应力分布特点与该类桥的实际病害情况一致。 （2）对采用UHPC加固实腹段进行方案设计，包括旧实腹段的拆除与新实腹段的组装，其中对旧实腹段的拆除采用斜拉扣挂系统和刚性支撑组合应用的方法，结果显示整个拆除过程位移偏小且结构整体受力在安全范围内，满足拆除条件，进而显示采用UHPC加固实腹段可行。 （3）对采用UHPC加固实腹段进行截面优化计算，其中采用整体替换法对相应截面进行尺寸优化，并对优化后的截面进行配筋计算。结果显示，相对加固前的老桥，实腹段相应控制截面的受力性能得到了显著改善。 （4）对虎口处、双立柱处、单立柱处单独做UHPC应用设计。首先根据桥梁结构局部受力结果选取不同的UHPC替换方案，然后通过与原模型的对比选定较优替换方案，最后对选定的较优方案进行进一步优化设计。结果表明，相较于替换前，以上位置的受力均得到了相对明显的改善。 （5）根据调研得出的该类桥型典型病害的分布方式，对不同的病害分布进行UHPC组合应用设计，最后与共青大桥的原模型结果进行对比，得出不同UHPC组合应用情况对全桥的影响。结果表明，不同的UHPC组合应用方案均使全桥受力情况得到优化。结合经济性考虑，采用在设计阶段将UHPC同时应用至双立柱和实腹段的方案相对合理。 |
| 作者： | 蔡亚玲 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 杜斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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