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Y特大桥桥面系病因及加固方案受力性能研究
| 论文题名： | Y特大桥桥面系病因及加固方案受力性能研究 |
| 关键词： | 桥面系病害;病因分析;加固方法;有限元分析 |
| 摘要： | Y特大桥为76m+360m+76m三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥，桥面结构由混凝土桥面板、钢小纵梁和钢横梁组成，混凝土桥面板与钢横梁相结合。该桥运营仅十年，桥面系钢纵、横梁连接处就出现严重病害。本文采用有限单元法对该桥桥面系钢纵、横梁连接处病因、桥面系加固方案和加固过程中桥面系的受力状态进行了研究，主要完成了以下工作： 1.用MIDAS软件建立全桥及3个节间局部有限元模型，对原桥面系受力性能进行了研究，得出结论：该桥超载现象十分严重，钢纵横梁连接角钢、与钢纵梁相连的横梁腹板，超载下应力过大，发生疲劳破坏；钢横梁腹板在部分加劲肋下缘处有应力集中现象，造成开裂。 2.对两个加固方案进行了对比研究。两个加固方案都增设了大纵梁、增强了钢横梁，并对钢纵、横梁采用新的连接，提高了桥面系的刚度、整体性和运营安全系数，桥面系钢结构应力得到大幅度下降，即使在超载下疲劳应力幅也在规范容许值内，两个加固方案原则上都是可行的。 3.加固方案一中钢纵、横梁的连接更换为“悬挂式、横梁腹板与钢纵梁上翼缘用铰接螺栓连接，其它部位不连接”；方案二中“钢纵、横梁只在下翼缘用普通螺栓连接，其它部位不连接”。二者连接部位超载下的最大疲劳应力幅分别为70.6MPa、29.4MPa，方案二受力更为合理，为推荐方案。 4.对加固过程中桥面系的受力状态进行了研究。加固过程中，钢横梁腹板和下翼缘开孔后钢横梁不会全断面屈服；建议先将钢横梁下翼缘与腹板焊缝裂缝处理后再在钢横梁上开孔；换吊索过程中，桥面系钢构件和邻索的最大应力均小于屈服强度；大纵梁安装顺序对桥面线形及吊杆受力无太大影响，可结合现场施工条件进行安排。 本文的研究成果为Y特大桥加固设计、施工提供了依据，对其它类似结构也有参考价值。 |
| 作者： | 陈清华 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张晔芝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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