双曲拱桥典型病害及其机理分析

论文摘要

双曲拱桥是我国所独有、具有较浓中华民族气息的一种桥型,它拥有施工难度小、自重轻、造价低廉、节约建材、工期短以及外型新颖美观等优点,在当时得到广泛应用与推广。由于交通运输量增大、设计、施工不当、环境的清浊等多方面的原因,很多双曲拱桥出现不同程度的病害,急需加固改造。然而,只有找出双曲拱桥病害成因,明晰病害机理,才能有效结合相关加固改造技术提高大桥承载力和安全稳定性;同时也有利于新建双曲拱桥结构设计理论的完善,使其在新时代散发出新的活力。因此,双曲拱桥病害成因分析及其机理研究是很有必要的。本文结合东方大桥检测工程实例,针对双曲拱桥的常见典型病害,研究其病害的成因和机理;并结合东风大桥加固工程实例,比较加固前后双曲拱桥承载力和结构动力特性变化,分析加固效果。主要研究内容如下:1.通过查阅相关资料了解双曲拱桥结构特点以及常见典型病害形式,并以东方大桥为例,利用有限元通用软件,依次对双曲拱桥主拱圈、拱板、拱波、连系梁、横系梁等构件的病害成因进行分析;2.探讨合理、有效的有限元双曲拱桥建模方法,建立东方大桥和东风大桥的有限元计算模型;3.进行东方大桥结构现场实际荷载试验后,利用建立的东方大桥有限元模型,对该大桥进行结构受力行为分析,并将结果与荷载试验结果对比分析;4.依据东风大桥基本病害检查情况及分析结果,提出东风双曲拱桥加固、改造方案;5.运用东风大桥有限元模型,进行桥梁结构几何特征分析,对比东风大桥加固前后模态分析结果,说明双曲拱桥加固方法技术有效性,以及双曲拱桥继续发展的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 双曲拱桥的产生、发展的历史及现状
• 1.2.1 双曲拱桥产生的历史背景
• 1.2.2 双曲拱桥的发展应用状况
• 1.2.3 双曲拱桥运营现状及存在问题
• 1.3 双曲拱桥构造特点及常见的病害
• 1.3.1 双曲拱桥构造特点
• 1.3.2 双曲拱桥常见的病害
• 1.3.3 双曲拱桥病害原因浅析
• 1.4 旧桥承载能力评定
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2. 结合东方大桥实例解析双曲拱桥病害成因
• 2.1 东方大桥概况
• 2.2 东方大桥运行现状及其基本病害调查
• 2.3 东方大桥病害成因深入分析
• 2.3.1 主拱圈拱肋病害成因分析
• 2.3.2 拱波病害成因分析
• 2.3.3 横系梁病害成因分析
• 2.3.4 腹拱圈病害成因分析
• 2.4 利用有限元法分析东方大桥
• 2.4.1 东方双曲拱桥有限元模型建立
• 1. 东方大桥基本结构情况
• 2. 东方大桥各结构有限元模型单元选择
• 3. 东方大桥各结构有限元模型边界条件
• 4. 东方大桥各结构有限元模型材料参数
• 2.4.2 东方大桥静力分析
• 2.5 理论分析结果与现场静力试验对比
• 2.6 本章小结
• 3. 旧危双曲拱桥的加固、改造
• 3.1 旧危双曲拱桥的加固、改造技术简介
• 3.2 东风大桥概况及其基本病害调查
• 3.2.1 东风双曲拱桥概况
• 3.2.2 东风双曲拱桥基本病害调查
• 3.3 东风双曲拱桥加固、改造方案的比选
• 3.4 东风双曲拱桥加固模态分析
• 3.4.1 东风双曲拱桥模型建立
• 3.4.2 东风双曲拱桥加固前后内力分析
• 3.4.3 东风双曲拱桥加固前后模态分析
• 3.4.4 东风双曲拱桥加固前后模态分析结果对比
• 3.5 本章小结
• 4. 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录