石拱桥是我国的传统桥梁结构形式,具有造价低廉、施工工艺简单、承载潜力大等优势,我国自上世纪六七十年代开始,在国省干线上陆续建造了一大批中、小跨径的石拱桥,经过数十年的运营,石拱桥主拱圈普遍出现了表面风化、纵横向开裂等典型病害,对桥梁的安全运营构成潜在威胁。由于这一桥型数量巨大,急需找到一种经济可行的加固技术以提高其承载潜力。套拱加固法是一种技术合理、施工可行、社会经济效益显著的新型加固技术,是解决这一矛盾的有力手段。然而,在新套拱圈厚度选择问题上,存在一定的经验性,缺乏理论依据。本文以实际拱桥加固工程为依托,采用数值模拟等手段,研究了套拱厚度拟定方法与新加固拱圈的受力机理,总结了套拱加固法的施工技术要点,主要研究成果如下:(1)根据现行桥梁设计规范和《公路桥梁承载能力检测评定规程(送审稿)》,对套拱加固后的圆弧拱桥和悬链线拱桥实例进行了内力计算和承载能力鉴定,提出了基于现行设计规范的套拱加固后主拱圈承载能力检算方法。(2)应用ANSYS有限元分析软件,考虑新套建拱圈与原拱圈完全粘结与不完全粘结两种接触状态,分别提出了不同跨度石拱桥拟套建拱圈厚度建议值。(3)应用ANSYS有限元分析软件,以烟台市某石拱桥套拱加固工程为依托,针对新老拱圈界面由光滑到完全粘结等4个不同的接触状态,详细分析了新套建拱圈和原拱圈最不利截面受力性能变化规律。(4)以实际套拱加固工程为依托,在详细分析实体工程典型病害的基础上,对套拱加固方案设计、施工工艺、质量控制等关键技术进行了总结和提升。
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