连续梁桥加固方法研究

论文摘要

随着交通运输量的大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是推行拖挂运输和集装箱运输后,重型车辆日益增多以及相当一部分旧桥存在不同程度的材料老化、裂缝、结构损伤等病害和桥梁宽度不足造成车辆通行不畅,严重时甚至出现阻断交通等现象,给国家经济造成难以估计的损失,对人民的生产生活造成诸多不便,甚至威胁到交通安全等诸多问题。因此,旧桥的加固和维修迫在眉睫。本文首先介绍了梁桥加固维修的基本原则和主要方法以及各种加固方法的加固原理、加固特点及适用情况,在参考目前最常用的梁桥加固方法试验、应用的研究成果基础上,对连续梁桥加固进行理论分析和方案对比。采用恒载有原结构承担,加固构件只承担最不利汽车荷载作用的原则。文中采用粘贴钢板、体外预应力及矮塔斜拉体系三种加固方法对既定三跨连续梁桥进行加固计算。通过加固前后挠度、应力的比较,反映三种加固方法对原结构加固的不同效果。在每一种加固方法中,进行不同的方案设计时,通过主梁挠度、应力的变化,找出相对合理的加固方案。提出了针对不同的设计方案,加固前后,主梁挠度、应力变化曲线。利用ANSYS通用有限元分析程序对加固梁加固前后进行有限元分析,得到最不利荷载下加固前后主梁挠度及应力变化曲线。对每种加固方法的不同方案,提出主梁的应力,挠度变化趋势。分析每种加固方法的优缺点,并提出建议性加固方案。对该桥的实际加固提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外桥梁的现状及加固改造的意义
• 1.2 目前桥梁加固方面的技术途径
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 梁桥加固的基本原理
• 2.1 梁桥的基本力学图示
• 2.2 梁桥加固基本原理
• 2.3 结构计算原理
• 2.3.1 有限单元法介绍
• 2.3.2 位移法的典型方程和计算步骤
• 2.3.3 重要方阵和矩阵
• 2.3.4 计算软件ANSYS介绍
• 2.3.5 本文所用ANSYS单元介绍
• 第三章 梁桥常用加固方法
• 3.1 增大梁截面加固法
• 3.1.1 加厚桥面补强法
• 3.1.2 增大梁肋加固法
• 3.1.3 锚喷混凝土
• 3.1.4 增大梁截面加固构造要求
• 3.2 增设纵梁加固法
• 3.3 粘贴钢板加固法
• 3.3.1 粘钢加固钢筋混凝土梁的工作原理
• 3.3.2 粘钢加固技术的优缺点
• 3.3.3 粘贴钢板加固方法的设计要求
• 3.4 粘贴碳纤维加固法
• 3.4.1 粘贴碳纤维加固原理
• 3.4.2 碳纤维材料特性
• 3.4.3 粘贴碳纤维加固工艺要点
• 3.4.4 粘贴碳纤维加固优缺点
• 3.4.5 加固方法适用范围
• 3.5 SRAP加固方法
• 3.5.1 SRAP加固技术原理
• 3.5.2 加固作业步骤
• 3.5.3 SRAP加固方法的特点
• 3.6 改变结构体系加固方法
• 3.6.1 变简支梁为连续梁
• 3.6.2 加劲梁或叠合梁加固法
• 3.6.3 改桥为涵洞加固法
• 3.6.4 矮塔斜拉结构加固法
• 3.7 体外预应力加固法
• 3.7.1 体外预应力加固的机理
• 3.7.2 体外预应力作为桥梁加固手段的特点
• 3.7.3 体外预应力加固法设计与计算
• 3.7.4 体外预应力结构的构造要求
• 3.7.5 体外预应力筋的极限承载力计算理论分析
• 3.7.6 体外预应力加固法加固原则与注意事项
• 第四章 加固设计实例
• 4.1 工程概况及相关参数
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 病害分析
• 4.2 加固前结构计算
• 4.2.1 加固前模型的建立
• 4.2.2 加固前结构计算
• 4.3 粘贴钢板、碳纤维加固
• 4.3.1 加固方案
• 4.3.2 加固后结构计算
• 4.4 体外预应力加固
• 4.4.1 加固方案
• 4.4.3 加固后结构计算
• 4.5 矮塔斜拉体系加固
• 4.5.1 加固方案
• 4.5.2 加固后结构计算
• 4.6 加固方案的选择
• 第五章.结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 存在问题及展望
• 参考文献
• 致谢