摘要: |
随着社会进步和我国国民经济的发展,公路交通量急剧增长,桥梁荷载等级及行车速度的不断提高,人们对城市桥梁提出越来越高的要求。我国早期修建的城市桥梁,问题更加突出。通过对既有桥梁进行检测评估、在充分利用旧桥资源的基础上,进行加固、加宽,来提高桥梁的承载能力和通行能力,充分发挥旧桥的作用,己成为桥梁研究者的急迫任务。
目前桥梁加宽的方法很多,主要有直接加宽、修建复桥等。直接加宽就是拆除原桥的防撞护栏,通过增设钢筋混凝土悬臂挑梁、边梁或桥墩将原桥直接加宽。本文以某城市箱梁立交桥加宽为研究背景,采用增设钢悬臂梁的方法直接加宽混凝土箱梁,应用ANSYS有限元程序建立实体模型进行计算分析,并通过足尺模型试验验证加宽方法的可行性和计算理论的正确性。主要工作如下:
(1)首先比较两种加宽方案,即横向张拉一束预应力钢筋和张拉两束预应力钢筋连接钢悬臂梁和混凝土箱梁,分别建立两种方案的ANSYS有限元模型,计算接触面处混凝土的应力,并进行优化,得出方案二优于方案一。
(2)在方案二的基础上优化得到方案三,即张拉两束预应力钢筋,缩短锚箱肋板的长度,应力在钢腹板上充分扩散,使传到接触面上的力较小。
(3)分析方案三的计算结果,进一步优化得到方案四,降低了钢悬臂梁的高度,改变锚箱的形式并调整U型肋,使加宽后结构受力更合理、更明确。
(4)通过以上四种方案的比较优化,确定最终的加宽方案为方案四,并利用方案四的有限元模型分析钢悬臂梁的顶板、底板、腹板及正交异性板的受力。论证了增设钢悬臂梁上铺正交异性桥面板并张拉横向和纵向预应力筋加宽混凝土箱梁桥技术方法的可行性。
(5)进行足尺模型的荷载试验,验证有限元建模计算方法和计算结果的正确性,通过足尺模型的加宽施工,总结增设钢悬臂加宽混凝土箱梁桥的施工流程和施工工艺。
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