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半连续梁桥加固技术研究

作　者: 吕虹
导　师: 蒙云
学　校: 重庆交通大学
专　业: 结构工程
关键词: 简支梁桥加固改造半连续梁法计算图式受力性能分析模型试验
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

旧桥加固及维修工作已经成为一个世界性的问题,通过此项工作的实施,可以用较少的代价来保证公路的畅通,尽可能避免恶劣的社会及政治影响。而同时,国家公路网络日趋完善,新建公路、桥梁逐渐减少,已建公路、桥梁的维修、养护、加固、改造已成为公路交通部门的工作重心。简支梁桥在数量众多的中、小跨径桥梁中占有绝对数量,研究并推广一种加固效果明显、经济效益好、施工方便、不中断交通的简支梁桥加固方法也是必然而必要的。本文提出的半连续梁桥加固法是一种通过纵向连续加固,使简支体系转换成一种既不是简支梁桥,又不是完全的连续梁桥的结构形式的全新的加固方法。半连续梁桥加固法可通过在梁端腹板中性轴附近锚固钢板或高强螺栓拉杆,并在中性轴以下区域采用抗压刚性块的方法来实现体系转换,无需凿除铺装层、无需增设钢筋并不改动支座的位置,对交通没有影响,施工方便、施工工期短,在交通日益繁忙的今天,不愧是一种理想的加固方法。本文对此加固方案进行了可行性研究,并提出了基本计算图式和计算方法,为半连续梁桥结构受力性能分析提供了力学理论基础,利用有限元法建立模型对结构的受力性能进行了分析,计算结果表明,在两跨一联、三跨一联和多跨一联的半连续方案中,结构的承载能力都有了明显的提高,并且竖向位移和梁体转角都有所降低,全桥纵向整体性得到改善,使行车路线更加平顺。为了验证计算结果并为以后的计算模型提供参考,最后做了半连续梁桥纵向连续加固简支梁桥的模型试验,试验结果表明,加固后半连续桥的受力性能得到了较好的改善,承载能力提高,全桥抗弯刚度增大,验证了本文所提出的半连续梁的基本计算图式和计算方法较准确的反应真实模型的受力状况。在桥梁加固改造工作日益成为交通行业的工作重点而交通量日益增加的今天,半连续梁法加固简支梁桥技术作为一种受力性能良好、不中断交通施工的新的梁桥加固方法,是改造加固数量众多的简支梁桥的理想选择。可以预见,半连续梁桥加固法在今后的简支梁桥加固与改造领域必定有着美好的发展前景。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 国内外桥梁现状及加固改造的必要性  8-10
  1.2 简支梁桥在公路大建设中起到的作用及存在的问题  10-14
    1.2.1 简支梁桥在我国公路大建设中的重要作用  10-12
    1.2.2 简支梁桥存在的问题  12-14
  1.3 简支梁桥现有的主要加固方法及其不足  14-18
    1.3.1 从外因角度通过调整内力提高主梁的承载力  15-17
    1.3.2 从内因角度通过调整内力提高主梁的承载力  17-18
  1.4 《半连续梁法加固简支梁桥方法探讨》课题研究的目的和现实意义  18-20
第二章半连续梁桥加固技术的基本构思和可行性研究  20-29
  2.1 现有梁桥连续的方法简介  20-22
  2.2 半连续梁桥加固技术的基本构思  22-25
    2.2.1 半连续梁桥的力学基础  22-23
    2.2.2 半连续梁桥加固技术的基本构思  23-25
  2.3 半连续梁桥加固技术的可行性研究  25-28
  2.4 小结  28-29
第三章半连续梁加固法基本力学模式和计算方法研究  29-49
  3.1 固结梁的梁端内力计算  29-30
  3.2 半连续梁加固法基本力学计算模式  30-32
    3.2.1 半连续梁加固法基本力学图式  30-31
    3.2.2 梁端内力的求法  31-32
  3.3 半连续梁计算方法研究  32-38
    3.3.1 按受弯构件计算作用效应  32-35
    3.3.2 按受拉构件计算内力  35-37
    3.3.3 补充说明  37-38
  3.4 半连续梁桥内力计算示例  38-47
    3.4.1 概述  38-39
    3.4.2 利用有限元法对半连续梁桥进行计算分析  39-41
    3.4.3 公路-II 级荷载作用下结果与分析  41-45
    3.4.4 局部受力分析  45-47
    3.4.5 小结  47
  3.6 本章小结  47-49
第四章半连续梁桥结构受力性能分析  49-80
  4.1 概述  49-50
  4.2 计算模型  50-54
    4.2.1 梁格划分  50-52
    4.2.2 约束的处理  52-53
    4.2.3 车道布置  53-54
  4.3 简支梁、两跨半连续、三跨半连续及多跨半连续梁桥的计算分析  54-69
    4.3.1 计算结果  54-62
    4.3.2 结果比较分析  62-69
    4.3.3 小结  69
  4.4 半连续加固梁和全连续加固梁的受力性能比较分析  69-72
    4.4.1 连续梁计算模型  69-70
    4.4.2 全连续梁桥计算结果  70-71
    4.4.3 半连续梁与连续梁受力性能分析比较  71-72
  4.5 拉杆－刚性块体系法转换半连续结构加固方案  72-77
    4.5.1 简支梁桥纵向连续加固方案  73-75
    4.5.2 计算荷载  75
    4.5.3 计算模型  75
    4.5.4 计算结果与分析  75-77
    4.5.5 结论  77
  4.6 半连续法加固简支梁桥与其他加固方法相比的优势  77-78
  4.7 本章小结  78-80
第五章简支梁桥纵向半连续加固模型试验研究  80-88
  5.1 模型梁的设计  80-82
    5.1.1 模型梁的尺寸及配筋  80-81
    5.1.2 模型梁的材料性能  81-82
  5.2 加载过程及支座模拟  82-83
    5.2.1 加载过程  82
    5.2.2 支座的设置  82
    5.2.3 测点布置  82-83
  5.3 主要试验结果  83-85
    5.3.1 梁跨中截面位移一荷载变化曲线  83
    5.3.2 梁跨中截面混凝土上的最大压应力一荷载曲线  83-84
    5.3.3 梁跨中截面最外层受拉钢筋的应力－荷载曲线  84-85
  5.4 简支梁纵向连续加固前、后结果分析  85-86
    5.4.1 承载能力的比较  85-86
    5.4.2 抗弯刚度的比较  86
    5.4.3 位移的比较  86
    5.4.4 跨中截面翼缘上混凝土最大压应力和最外层主筋上最大拉应力的比较  86
  5.5 结论  86-88
第六章结论与展望  88-90
致谢  90-91
参考文献  91-94
在学期间发表的论著及取得的科研成果  94

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