现役石拱桥病害分析与加固技术研究

论文摘要

石拱桥是我国最古老、最具特色的桥型之一。近年来,尽管交通事业飞速发展和科学技术不断进步,很多独具特色桥型不断出现,但石拱桥仍以其承载能力高、跨越能力大、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的优势,在国内被广泛采用,仍就发挥着重要作用。新中国成立初期,为满足经济发展对交通的需要,全国相继修建了数量重多的石拱桥。然而,目前由于大部分石拱桥因修建年代久远、修建标准低、营运荷载不断增加或施工质量差等众多原因出现较多病害,严重削弱了桥梁承载能力。研究这些病害特征及病害机理,评估既有拱桥承载力并通过维修加固提高服役桥梁的承载能力和通行能力,使这种古老的桥型更好的为我国现代交通服务,适应社会经济发展需要,是我国桥梁工作者面临的一项紧迫任务。针对这种情况,本文做了如下的研究：1.本文介绍了石拱桥在我国的发展历史、旧桥加固意义及国内外加固理论研究现状。2.对石拱桥的常见病害及其原因进行了系统的分析,阐述现有桥梁承载能力和安全性评定方法,并重点介绍了荷载试验法及考虑非线性有限元分析方法在桥梁承载能力评估中的应用,为桥梁加固和改造及加固后性能评估提供理论支持。3.阐述了现役石拱桥常用的加固方法,并重点介绍了复合主拱圈加固技术和套箍封闭主拱圈加固技术在石拱桥加固中的应用。基于极限状态法和容许应力法分别研究了两种加固方法的加固机理、施工工艺；提出了拟定加固截面尺寸的经验公式和基于容许应力法建立关于加固层厚度的破坏方程,通过计算确定加固层合理厚度。4.以湖南省炎陵县河漠大桥为具体研究对象,通过现场病害调查和静力试验对该桥进行承载能力评价。采用经验公式和基于容许应力法的加固层厚度计算方程确定加固层厚度。采用ANSYS有限元分析软件,对河漠大桥的加固方案进行分析论证,根据加固前后有限元计算结果评价石拱桥的加固方法。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 我国石拱桥发展史
• 1.2 桥梁加固研究的重要意义
• 1.3 旧桥加固理论研究现状及存在问题
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 石拱桥常见病害及其机理分析
• 2.1 引言
• 2.2 墩台、基础常见病害及病害机理分析
• 2.3 主拱圈常见病害及病害机理分析
• 2.4 拱上建筑、桥面系常见病害及病害机理分析
• 2.5 本章小结
• 3 石拱桥承载能力评定方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 桥梁性能评定法
• 3.3 调查比较法
• 3.4 荷载试验法
• 3.5 分析计算法
• 3.6 结构有限元仿真分析法
• 3.7 本章小结
• 4 现役石拱桥加固技术研究
• 4.1 钢筋混凝土复合主拱圈加固技术
• 4.2 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固技术
• 4.3 增大截面积法加固石拱桥加固层厚度的确定
• 4.4 本章小结
• 5 石拱桥加固实例分析
• 5.1. 工程概况
• 5.2 河漠大桥荷载试验
• 5.3 加固前有限元分析
• 5.4 加固方案
• 5.5 加固后有限元分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间的主要学术成果
• 1. 论文发表情况
• 2. 参加的科研项目
• 致谢