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大跨度双曲拱桥加固方案及静载试验研究
| 论文题名： | 大跨度双曲拱桥加固方案及静载试验研究 |
| 关键词： | 大跨度双曲拱桥;病害分析;有限元模拟;加固方案;静载试验 |
| 摘要： | 双曲拱桥最先是由江苏省无锡县建桥工人在上世纪60年代初创造的新型桥梁形式,其作为我国独有的具有中华名族气息和特色的桥梁,它具有结构新颖,节约材料,造价较低以及施工方便等优点,在早期桥梁建设中发挥了巨大的作用。由于经济建设的快速发展,交通量不断增大,大量超限超载车辆的出现以及外界各种因素的影响,均加速了双曲拱桥的损害,全国各地出现了大量的危旧双曲拱桥,为了使这些危旧双曲拱桥能够继续发挥作用,就需要对其进行加固研究。 本文针对这一问题作了如下研究并得到一些结论: 1.介绍了双曲拱桥的结构形式,在参考了大量文献以及结合现场调查的基础上,归纳总结了双曲拱桥的常见病害特点,分析了病害产生的原因,同时介绍了目前双曲拱桥加固的常用方法; 2.总结了拱桥计算的有限元法,同时介绍了双曲拱桥的建模方法; 3.讨论了双曲拱桥的加固基本原理,粘钢加固法的特点及使用条件,以及钢筋混凝土受弯构件加固计算原理及方法; 4.以杨家沟大跨度双曲拱桥为研究背景,建立了该桥加固前后的有限元模型,同时分析了不同高度钢箱拱的加固方法对该桥加固前后内力的影响。在相同荷载作用下,得到了用15cm高度钢箱拱加固该桥,结构的应力较加固前有着明显的降低,同时结构竖向位移较加固前有大幅度的降低,但随着钢箱拱高度的增大,主拱截面应力减小的并不明显,同时桥跨结构刚度并没有明显的提高; 5.通过计算结构的动力特性,得到了采用15cm高度钢箱拱加固后桥梁的竖向自振频率较加固前有着显著的提高,但钢箱拱高度的增大并没有明显提高结构的竖向自振频率; 6.对该实桥加固后进行了现场静载试验,分析评价加固效果,试验结果显示结构位移校验系数以及结构应力校验系数都在0.6-1.0之间,满足规范要求;同时量测的残余变形值(SP)与量测的总变形值(St)的比值最大为0.14,符合规范规定的α≤0.2的规定。试验结果表明,该桥桥跨结构在静力荷载下的变形特征和应变特征正常,桥跨结构的整体受力性能基本满足公路-Ⅱ级荷载的要求。所以用15cm高度的钢箱拱加固该桥是切实可行的。 本论文所研究的课题是建立在迫切需要解决的问题基础之上,紧密结合当前公路运输系统的目标要求——安全、便捷、快速,达到能够提高双曲拱桥承载能力,使其能够继续更好的发挥作用。虽然国内外已经对加固双曲拱桥进行了大量研究,但至今针对大跨度双曲拱桥的加固仍缺少全面系统的总结。希望通过本文对大跨度双曲拱桥加固措施的探讨,能对同类桥梁的加固提供一定的指导和借鉴。 |
| 作者： | 徐少云 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 张粉芹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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