钢管混凝土拱桥服役状态评估技术研究

论文摘要

本文以建成的一座钢管混凝土拱桥为研究背景,采用试验和分析手段对钢管混凝土拱桥服役状态进行研究。本文的主要工作为:(1)、通过对实桥拱肋核心混凝土抽取样本进行试验,发现钢管混凝土拱肋核心混凝土强度的分布存在不均匀,拱脚混凝土强度高,拱顶混凝土强度低的现象。(2)、采用超声波对实桥钢管接头焊缝检测,发现其焊接质量存在有四个等级。并通过选取焊缝样本进行抗拉试验表明,四级焊缝对钢管混凝土拱桥的承载能力影响大,是钢管混凝土拱桥安全隐患。(3)、通过实桥吊杆分析试验样本采集及解剖,发现吊杆PE套管破裂处和锚固端部存在不同程度的锈蚀,并抽取样本进行试验表明,吊杆锈蚀程度对吊杆的抗拉能力有很大的影响。(4)、通过模型试验和模拟分析计算表明,核心混凝土的脱空对钢管混凝土承载能力有极大的影响。脱空率大,则承载能力降低就多。(5)、在上述研究的基础上提出了对钢管混凝土服役状态评估的改进,使安全评估方法更科学和准确。本文的研究所获得的成果,对已建钢管混凝土拱桥的安全性评估具有很好的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 钢管混凝土拱桥发展概况
• 1.2 钢管混凝土拱桥的研究现状
• 1.3 研究的工程背景和研究内容
• 第二章 拱肋核心混凝土强度影响参数研究
• 2.1 核心混凝土样本试验研究的原理与方法
• 2.1.1 研究目的及意义
• 2.1.2 试验研究
• 2.2 样品加工及试压
• 2.3 核心混凝土样本试验分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 钢管混凝土拱桥拱肋钢板焊缝试验研究
• 3.1 焊缝取样、探伤
• 3.2 钢板焊缝的抗拉试验
• 3.2.1 焊缝抗拉试验的目的、意义
• 3.2.2 焊缝试件取样
• 3.2.3 焊缝极限承载力试验
• 3.3 焊缝样本试验分析
• 3.3.1 焊缝抗拉试验分析
• 3.3.2 焊缝计算理论
• 3.4 本章小结
• 第四章 钢管混凝土拱桥吊杆试验研究
• 4.1 钢管混凝土拱桥的吊杆现状及分析的目的
• 4.2 实桥吊杆分析试验样本采集及解剖
• 4.3 实桥吊杆单丝破断试验
• 4.4 拱桥吊杆病因分析
• 4.4.1 平行钢丝拉索PE 护套提前开裂
• 4.4.2 下端预埋管积水及索体钢丝、锚头腐蚀
• 4.4.3 短吊杆问题
• 4.5 本章小结
• 第五章 模型试验研究
• 5.1 研究目的及意义
• 5.2 模型试验
• 5.2.1 方案设计
• 5.2.2 试验工况
• 5.2.3 材料性能
• 5.2.4 模型钢管混凝土构件三维有限元分析
• 5.2.5 试验方法
• 5.2.6 钢管混凝土构件受力机理分析
• 5.2.7 钢管混凝土短柱套箍作用的讨论
• 5.2.8 对钢管混凝土短柱承载力计算的再讨论
• 5.2.9 钢管内核心混凝土分布不均、核心混凝土脱空对承载力的影响的讨论
• 5.3 本章小结
• 第六章 钢管混凝土拱桥整体结构评价方法研究
• 6.1 研究的目的及意义
• 6.2 实际应用的钢管混凝土拱桥整体结构评价方法
• 6.2.1 旧有钢管混凝土拱桥的整体结构评价采取以下几个步骤分析
• 6.2.2 旧桥现状检查
• 6.2.3 结构验算
• 6.2.4 荷载试验
• 6.3 钢管混凝土拱桥服役状态评估方法
• 6.4 几点保证钢管混凝土拱桥承载能力的建议
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢