双曲拱桥加固机理数值分析

论文摘要

我国有相当部分双曲拱桥,尤其是早期修建的双曲拱桥,由于结构上不够完善,设计上未能达到规定要求,以及施工质量不佳等原因,特别当时片面强调大跨径、省材料等因素,致使很多双曲拱桥存在不同程度的病害。然而,在一定时期内,由于财力有限,许多双曲拱桥将继续使用,短时间内不可能全用新桥替换,为保证运营安全,对一些桥梁进行维修加固是难以避免的。桥梁的维修加固具有较大的经济效益,因此,研究双曲拱桥的加固方法,对双曲拱桥进行技术改造,对其承载能力进行正确评价成了当前公路桥梁建设中急待解决的问题。本文以后坝冲大桥为研究背景,在查阅大量文献资料的基础上,对双曲拱桥加固机理进行了数值分析。在整理调研目前双曲拱桥主要病害、加固研究现状、常用加固方法的基础上,总结常用加固方法的加固特点、加固适应范围,对比得出针对双曲拱桥的结构特点采用增大截面法加固效果较好;根据目前国内几种已有规范及规程中的增大截面加固计算方法,结合数值模型,推导出相应的公路双曲拱桥加固前后结构构件的极限承载力计算公式并分析其加固机理;通过总结对其设计规定、加固计算及构造要求作出推荐,并针对某一实桥加固计算作为算例,通过全桥模型计算为采用此加固方法的加固效果进行评估。本文成果可供同类公路桥梁加固设计计算参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 双曲拱桥结构特点及发展概述
• 1.3 双曲拱桥加固研究
• 1.3.1 双曲拱桥加固研究现状
• 1.3.2 双曲拱桥维修加固工程的一般计算原则
• 1.3.3 加固原理分析
• 1.3.4 双曲拱桥加固方法
• 1.3.5 加固方法比较
• 1.4 本文研究的意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 双曲拱桥主要病害及加固方法
• 2.1 双曲拱桥主要病害
• 2.2 成因分析
• 2.3 小结
• 第三章 增大截面加固计算方法
• 3.1 增大截面加固法研究
• 3.1.1 增大截面法特点
• 3.1.2 增大截面法加固设计原则
• 3.2 双曲拱桥偏心受压构件计算方法
• 3.2.1 （GB 50010－2002）中关于偏心受压构件正截面强度的计算
• 3.2.2 （JTG D62-2004）中关于偏心受压构件正截面强度的计算
• 3.2.3 （JTG D61-2005）中关于偏心受压构件正截面强度的计算
• 3.3 双曲拱桥增大截面加固计算方法
• 3.3.1 危旧双曲拱桥内力分析特点
• 3.3.2 （G850367-2006）中增大截面加固计算方法说明
• 3.3.3 《公路桥梁加固技术规范》（初稿）中增大截面加固计算推荐方法
• 3.4 小结
• 第四章 双曲拱肋增大截面加固数值分析
• 4.1 结构有限元软件及ANSYS 非线性分析方法
• 4.1.1 ANSYS 简介
• 4.1.2 有限元在桥梁结构仿真分析中的应用
• 4.1.3 结构非线性分析理论
• 4.1.4 ANSYS 软件非线性分析方法
• 4.2 双曲拱肋增大截面有限元分析模型
• 4.2.1 材料的本构关系
• 4.2.2 极限承载状态的判定
• 4.2.3 单元类型
• 4.2.4 荷载的模拟
• 4.2.5 模型的建立
• 4.3 双曲拱肋有限元数值分析
• 4.3.1 应力分析
• 4.3.2 极限承载力分析
• 4.3.3 M-N 相关关系分析
• 4.4 小结
• 第五章 加固指南
• 5.1 一般规定
• 5.2 加固计算
• 5.3 构造要求
• 5.4 实桥加固计算
• 5.4.1 工程概况
• 5.4.2 全桥模型建立
• 5.4.3 全桥模型分析结果
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢