广西区铁山港特大桥病害调查与机理分析研究

论文摘要

空心板桥梁结构具有构造简单、受力明确、施工方便等优点,在公路桥梁中应用广泛。随着桥梁设计和施工技术的进步,这种桥型向长联、轻型化发展,这样取得了一些经济优势,但也带来了一些问题。但在实际工程中,也出现了大量的病害现象,如纵向裂缝、桥面铺装开裂、伸缩缝断裂、支座损坏等。本文以广西区铁山港大桥为例,对大桥出现的诸多病害进行调查、总结,然后针对病害进行分析,找出病害产生的根本原因,并对同类桥的设计提出一些理论参考。（1）对铁山港大桥进行了彻底、细致、全面的现场调查,掌握了该桥存在的主要病害特征,避免了出现垮桥、毁桥事故,为桥梁的养护工作和加固改造提供了第一手资料;（3）以简支-连续梁桥中最长的一联（14×30m）为研究对象,建立考虑上下部结构共同作用的平面有限元模型,对实桥的内力分布和承载能力进行验算;结果表明结构承载能力不能满足规范要求,综合其它一些原因,导致结构出现横向裂缝。（3）针对病桥中20m、30m跨空心板底板出现的大量纵向裂缝,运用薄壁结构理论对薄壁空心板进行畸变分析,结合能量法和空间有限元法计算活载作用下薄壁空心板的畸变应力,并对现行空心板标准图的畸变进行了验算,同时进行了现场荷载试验,理论分析结果和试验结果证明薄壁结构的畸变效应是导致空心板板底出现纵向裂缝的主要原因。（4）对空心板结构的加固方案进行了讨论,最终采用了在板底粘贴钢板的方法对空心板结构实施加固。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 空心板桥的发展概况
• 1.2 空心板桥的主要结构形式
• 1.2.1 按立面布置形式来分
• 1.2.2 按空心板梁横截面挖空形式来分
• 1.2.3 装配式空心板桥的横向联结的常用方式
• 1.3 空心板桥的常见病害
• 1.3.1 上部承重构件常见病害
• 1.3.2 支座的常见病害
• 1.3.3 下部结构常见病害
• 1.4 广西铁山港跨海特大桥的主要病害
• 1.5 本文的研究背景及研究内容
• 第2章 铁山港跨海特大桥病害调查及分析
• 2.1 工程背景
• 2.1.1 上部结构布置
• 2.1.2 下部结构布置
• 2.1.3 实桥的特点简介
• 2.2 2006 年桥梁检查情况
• 2.2.1 定期检查
• 2.2.2 静动力荷载试验
• 2.2.3 混凝土强度检测
• 2.3 桥梁病害及病害特征
• 2.3.1 主梁主要病害
• 2.3.2 伸缩缝装置病害
• 2.3.3 支座病害
• 2.3.4 墩台及盖梁病害
• 2.3.5 桥面铺装病害
• 2.3.6 其它病害
• 2.4 典型病害成因的初步分析
• 2.4.1 20m、30m 空心板纵、横向裂缝成因分析
• 2.4.2 50m 槽形梁纵向、横向裂缝成因分析
• 2.4.3 桥面铺装纵、横向裂缝成因分析
• 2.4.4 伸缩缝装置病害成因分析
• 2.4.5 支座病害成因分析
• 2.4.6 墩柱开裂成因分析
• 2.5 检查结果初步评价
• 2.5.1 评价依据与方法
• 2.5.2 各部件分项评价
• 2.5.3 总体评价
• 2.6 应急处治措施及建议
• 2.7 本章小结
• 第3章 30m 跨空心板结构的纵向分析
• 3.1 概述
• 3.2 实桥的计算
• 3.2.1 分析模型
• 3.2.2 分析模型的几点处理
• 3.2.3 施工阶段的划分
• 3.2.4 荷载组合
• 3.2.5 计算结果
• 3.3 实桥计算
• 3.3.1 两个规范主要不同之处
• 3.3.2 计算荷载
• 3.3.3 计算依据
• 3.3.4 计算结果
• 3.4 纵向分析结果及横向裂缝成因分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 薄壁空心板结构的横向分析
• 4.1 概述
• 4.1.1 空心板板底的纵向裂缝统计结果
• 4.1.2 畸变的基本概念
• 4.2 畸变分析简述
• 4.2.1 解析法
• 4.2.2 数值法—空间有限元法
• 4.3 研究的内容和意义
• 4.4 畸变横向内力的计算
• 4.4.1 能量法结合有限元法
• 4.4.2 空间有限元法
• 4.4.3 计算结果对比
• 4.5 现场荷载试验验证分析
• 4.6 标准图空心板的畸变计算
• 4.7 小结与建议
• 第5章 加固方案及分析
• 5.1 病害现状
• 5.2 加固目的
• 5.3 14×30m 联的加固方案
• 5.4 14×30m 联加固后的结构分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录