用夹联法增强空心板桥横向整体性的分析方法研究

论文摘要

本文依托导师周志祥教授承担的国家973计划项目子课题,针对现今越来越多的空心板桥出现“单板受力”的现象,导师提出用夹联法加固空心板桥的思路,其加固原理是在空心板桥跨中或其它位置设置上、下钢横梁来增强空心板桥的横向整体性,使得空心板桥各板可以共同受力。本文主要针对在不同铰缝病害状态下空心板桥的受力特点和夹联法加固空心板桥的方法开展研究,主要研究内容如下：①根据实际空心板桥的铰缝病害特征,把铰缝病害划分为铰缝良好、铰缝产生错动、铰缝截面破碎、铰缝脱落四类典型形式,这四类铰缝形式的按比例组合可以模拟实际状态下空心板桥的铰缝病害。通过实体有限元能够计算出空心板桥的实际受力状态；②针对不同跨径的空心板桥采用夹联法加固做了详细的分析,得出不同跨径和所需钢横梁剪切刚度的关系公式；③分析了不同桥宽对夹联法加固空心板桥的影响,得出不同桥宽与钢横梁剪切刚度的关系公式,计算结果表明：桥宽对夹联法加固空心板桥的影响较小；④由有限元模拟夹联法加固毛河桥后的分析结果表明,该桥加固后的受力状态得到较好的改善,各空心板整体受力良好,证明用夹联法加固单板受力状态下的空心板桥是有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外桥梁加固发展状况和技术研究概况
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 空心板桥铰缝的典型病害特征及加固方法的探讨
• 2.1 空心板桥铰缝的构造形式
• 2.2 空心板桥铰缝破坏的一般特征
• 2.3 空心板铰缝病害产生的原因
• 2.3.1 设计原因
• 2.3.2 施工原因
• 2.3.3 运营原因
• 2.4 空心板桥加固基本原理及现有技加固技术
• 2.4.1 空心板桥加固基本原理
• 2.4.2 空心板桥现有的加固技术
• 2.5 夹联法增强空心板横向整体性的方法
• 2.5.1 夹联法加固空心板的原理分析
• 2.5.2 空心板梁桥铰缝典型病害的加固方法研究
• 2.6 本章小节
• 第3章 空心板铰缝的破坏形式及受力性能分析
• 3.1 空心板桥铰缝的破坏形式研究
• 3.1.1 铰缝的简化计算方法
• 3.1.2 空心板与铰缝接触面联接完好
• 3.1.3 接触面联接失效,铰缝在空心板之间有错动
• 3.1.4 铰缝部分破坏
• 3.1.5 铰缝脱落
• 3.1.6 多种铰缝破坏形式组合
• 3.2 空心板与铰缝联接完好状态下空心板桥的受力分析
• 3.2.1 模型的建立
• 3.2.2 空心板铰缝完好状态的受力分析
• 3.3 铰缝有错动状态下空心板桥的受力分析
• 3.3.1 模型的建立
• 3.3.2 空心板铰缝有错动状态的受力分析
• 3.4 铰缝部分破碎状态下空心板桥的受力分析
• 3.4.1 模型的建立
• 3.4.2 空心板铰缝部分破碎状态的受力分析
• 3.5 铰缝全部脱落状态下空心板桥的受力分析
• 3.5.1 模型的建立
• 3.5.2 空心板铰缝脱落状态的受力分析
• 3.6 多种铰缝破坏形式组合状态下空心板桥的受力分析
• 3.6.1 模型的建立
• 3.6.2 第一类铰缝病害组合的受力分析
• 3.6.3 第二类铰缝病害组合的受力分析
• 3.6.4 第三类铰缝病害组合的受力分析
• 3.7 超载对铰缝组合病害状态下空心板桥受力的影响
• 3.7.1 第一类铰缝病害组合的受力分析
• 3.7.2 第二类铰缝病害组合的受力分析
• 3.7.3 第三类铰缝病害组合的受力分析
• 3.8 本章小节
• 第4章 夹联法加固铰缝病害状态下空心板桥的性能研究
• 4.1 实体有限元模型的建立
• 4.2 夹联法加固不同跨径空心板桥的性能研究
• 4.2.1 钢横梁刚度的确定
• 4.2.2 钢横梁载面尺寸的优化
• 4.2.3 钢横梁间距的确定
• 4.2.4 夹梁法加固空心板桥的效果分析
• 4.2.5 不同跨径状态下夹联法加固空心板桥的计算
• 4.3 夹联法加固不同宽度空心板桥的性能研究
• 4.3.1 钢横梁刚度的确定
• 4.3.2 钢横梁载面尺寸的优化
• 4.3.3 夹梁法加固空心板桥的效果分析
• 4.4 本章小节
• 第5章 夹联法加固毛河桥的实例分析
• 5.1 毛河桥概况及铰缝病害现状
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 毛河桥铰缝病害现状
• 5.2 毛河桥的实体建模分析
• 5.3 实际铰缝破坏状态下的受力分析
• 5.4 夹联法加固毛河桥后的受力性能分析
• 5.5 本章小节
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果