旧桥改扩建工程中收缩徐变及沉降影响的分析研究

论文摘要

随着我国基础建设和交通运输事业的发展,桥梁改扩建工程将会越来越多的呈现在我们面前,如何通过对旧危桥进行改造,恢复或者提高其承载力,确保交通运输的安全是目前和今后长期所面临的任务。本文针对桥梁在拓宽中出现的一些问题（混凝土的收缩徐变、横向连接方式、基础沉降差等）进行研究,有针对性的总结一些规律,为今后这方面的研究提供参考,主要内容如下：（1）通过对桥梁在拓宽中常用的方法进行分析表明,如果采用双边拓宽,一般为了使接缝处的桥面平整,通常采用上部结构进行拼接、下部结构不连接的方法,对于单边拓宽的桥梁一般是平行于原桥另建一座新桥的结构形式；（2）通过对混凝土收缩徐变的各种模式如CEB-FIP模式、ACI209模式、BP模式、GZ（1993）模式、GL2000模式进行对比分析,得出各种模式的适用条件。（3）通过采用Midas Civil有限元软件对空心板桥梁、T型桥梁、箱型桥梁进行模拟计算,结果表明,由于新旧桥混凝土收缩徐变的不同步,将在新旧桥连接处的边梁和新旧桥的连接处产生较大的附加内力,而其余主梁产生的附加内力较小。针对上述问题提出了解决措施,如采用推迟新旧桥连接的浇筑时间、采用高性能材料等改善结构的受力。（4）通过对工程实例中有关预应力混凝土梁的研究发现,周围环境对徐变挠度的发展影响较为敏感,当环境湿度降低时挠度增加,当湿度增大时则挠度减小。（5）采用Midas Civil软件对T梁桥进行分析计算,提出了控制沉降差的措施,如在拓宽的新桥部分尽量采用沉降量较小的桩柱式基础、推迟新旧桥接缝浇筑的时间、将沉降量控制在5mm以内等措施来减小新旧桥的沉降差。（6）将以上研究成果应用在了京港澳京石段改扩建工程的桥梁拓宽设计中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁改造拓宽的意义和背景
• 1.2 桥梁改造拓宽的原则及主要方法
• 1.2.1 桥面补强层加固法
• 1.2.2 增大截面和配筋加固法
• 1.2.3 锚喷混凝土加固法
• 1.2.4 粘贴钢板（筋）加固法
• 1.2.5 改变结构受力体系加面法
• 1.2.6 体外预应力加固法
• 1.2.7 粘贴高强复合纤维材加固法
• 1.2.8 增设钢筋混凝土悬臂挑梁
• 1.2.9 单边新建桥梁
• 1.2.10 增设边梁或边拱
• 1.2.11 增加主梁或拱肋
• 1.3 研究新旧桥收缩、徐变、沉降的必要性
• 1.4 国、内外研究现状
• 1.4.1 国内既有桥梁的现状
• 1.4.2 国外既有桥梁的现状
• 1.5 本文主要研究的内容和目的
• 第二章 收缩、徐变分析
• 2.1 引言
• 2.2 收缩、徐变预测模式
• 2.2.1 CEB-FIP系列模式
• 2.2.2 ACI209系列模式
• 2.2.3 BP系列模式
• 2.2.4 GZ（1993）模式
• 2.2.5 GL2000模式
• 2.3 几种常用收缩、徐变模式的对比分析
• 2.4 徐变、收缩的分析方法
• 2.4.1 微分方程求解法
• 2.4.2 代数方程求解法
• 2.4.3 有限单元、拟弹性逐步分析法
• 2.5 高性能混凝土的收缩、徐变
• 2.6 桥梁结构中的收缩、徐变现象
• 2.6.1 桥梁结构中收缩、徐变模式
• 2.6.2 收缩、徐变对桥梁结构的影响
• 2.7 小结
• 第三章 基础沉降分析
• 3.1 基础沉降计算理论
• 3.1.1 《建筑地基与基础设计规范GB50007-2002中的沉降模式
• 3.1.2 《建筑桩基技术规范JGJ94-2008中的沉降模式
• 3.1.3 《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007中的沉降模式
• 3.2 单、群桩计算方法
• 3.2.1 单桩沉降公式
• 3.2.2 单桩基础沉降计算方法
• 3.2.3 群桩基础沉降计算方法
• 3.3 本章小结
• 第四章 桥梁改扩建工程实例
• 4.1 项目概述及研究背景
• 4.1.1 项目概述
• 4.1.2 项目研究背景
• 4.2 检测评定结果
• 4.2.1 上部结构、桥面铺装及附属设施
• 4.2.2 支座及下部结构
• 4.2.3 三类桥分析
• 4.3 桥梁详细检测结果
• 4.3.1 桥梁外观质量
• 4.3.2 混凝土强度
• 4.4 典型桥涵选取与确定
• 4.4.1 选取的原则
• 4.4.2 典型桥涵的确定
• 4.5 加固改造方案制定
• 4.5.1 总体原则
• 4.6 典型桥梁分析的原则及参数选取
• 4.6.1 总体原则
• 4.6.2 计算参数的选取
• 4.7 典型桥梁收缩、徐变有限元分析
• 4.7.1 预应力混凝土空心板桥梁分析
• 4.7.2 预应力混凝土T型桥梁分析
• 4.7.3 预应力混凝土组合箱型梁桥分析
• 4.7.4 不同温度、湿度下对徐变的影响
• 4.7.5 工程上常用改善拼接内力的措施
• 4.8 沉降有限元分析
• 4.8.1 沉降原理分析
• 4.8.2 沉降构造模型
• 4.8.3 施工阶段
• 4.8.4 沉降次内力分析内力图
• 4.8.5 各沉降量引起的内力对比
• 4.8.6 横隔板的影响分析
• 4.8.7 工程上常用改善桩基沉降量的措施
• 4.9 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间参与的项目
• 致谢