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连续刚构桥体外预应力加固关键技术研究

作　者: 许威
导　师: 许宏元
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 连续刚构桥体外预应力加固布置构造分析
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

大跨径预应力混凝土连续刚构桥因其诸多优点，近些年来得以广泛修建。但是国内外建成的连续刚构桥普遍出现不同程度的箱梁开裂和中跨下挠现象。梁体开裂与下挠又相互影响，造成恶性循环，严重影响到桥梁的使用性能。体外预应力加固是一种积极有效的主动加固方法，能提高结构承载能力、改善中跨下挠状态和增大主梁压应力储备，是连续刚构桥加固的首选方法之一。体外预应力加固法虽然已有不少应用，但仍还存在许多需要进一步研究的问题。本文主要研究连续刚构桥体外预应力优化布置、加固计算分析方法以及体外束与原桥协同工作等关键技术，并结合研究依托工程—阿墨江大桥加固需要，对桥梁病害及成因分析、加固方案与结构计算以及加固监测等开展了系统分析研究。主要内容包括：①体外预应力束的布置原则、主要布置形状以及大跨径箱梁桥体外预应力束布置方法，提出一种结合中跨底板处置的体外束综合布置方法。②病害桥梁承载能力和应力验算方法、加固后桥梁整体有限元计算方法以及转向块、锚固区和肋板等局部构造应力分析方法。③体外预应力与原结构协同工作分析，包括体外预应力张拉控制应力的制定、体外预应力损失估算方法、体外束应力增量问题、体外束二次效应以及体外预应力结构振动等。④结合阿墨江大桥加固工程实际，分析桥梁下挠、箱梁裂缝和跨中底板混凝土崩裂等病害成因，对原桥箱梁主要控制截面承载能力及应力进行验算。提出增设体外预应力、箱梁粘贴钢板和跨中增设横肋的加固方案。根据加固前后结构整体计算，对两种体外束布置方案进行比选；利用有限元软件对体外预应力转向块、锚固构造以及新增的跨中横肋进行了局部应力分析。⑤阿墨江大桥体外预应力张拉施工中的箱梁应力和变形（挠度）监测方法。研究成果在依托工程上得到应用，效果良好。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-23
  1.1 连续刚构桥概述  9-15
    1.1.1 连续刚构桥特点  9
    1.1.2 连续刚构桥发展情况  9-12
    1.1.3 连续刚构桥主要病害问题  12-14
    1.1.4 国内外部分连续刚构桥病害及加固处置实例  14-15
  1.2 连续刚构桥加固技术概述  15-22
    1.2.1 桥梁主要加固方法  15-17
    1.2.2 桥梁体外预应力技术发展情况  17-19
    1.2.3 体外预应力在桥梁加固中的应用  19-20
    1.2.4 桥梁体外预应力加固特点  20-21
    1.2.5 桥梁体外预应力加固适用性  21
    1.2.6 连续刚构桥体外预应力加固技术存在的问题  21-22
  1.3 本文研究内容  22-23
第二章体外预应力加固体系与设计分析方法  23-39
  2.1 桥梁体外预应力加固体系  23-29
    2.1.1 体外束及其防腐保护系统  23-25
    2.1.2 体外束转向构造及转向器  25-27
    2.1.3 体外束锚固系统  27-29
    2.1.4 体外束减振装置以及索力测量装置  29
  2.2 体外预应力束布置  29-35
    2.2.1 体外预应力束布置的原则  29-30
    2.2.2 体外预应力束的偏心距  30-31
    2.2.3 体外预应力束束形布置  31-33
    2.2.4 大跨径箱梁桥体外预应力布束方法  33-35
    2.2.5 结合跨中底板病害处置的体外束布置方法  35
  2.3 体外预应力加固计算内容  35-36
  2.4 体外预应力加固整体设计计算方法  36-37
  2.5 体外预应力加固局部构造有限元分析处理方法  37-38
  2.6 本章小结  38-39
第三章体外预应力与原结构协同工作研究  39-51
  3.1 体外预应力张拉控制应力及预应力损失  39-42
    3.1.1 体外预应力张拉控制应力  39
    3.1.2 体外预应力损失  39-42
  3.2 体外预应力张拉时梁体裂缝闭合引起的体外束伸长量  42-43
  3.3 体外预应力二次效应及应力增量问题  43-47
    3.3.1 体外预应力二次效应  43-44
    3.3.2 体外预应力应力增量问题  44-47
  3.4 体外预应力结构与体外束振动  47-50
    3.4.1 体外预应力梁的振动  48-49
    3.4.2 体外预应力筋的振动  49-50
  3.5 本章小结  50-51
第四章阿墨江大桥体外预应力加固分析  51-77
  4.1 原桥设计概况  51-52
  4.2 桥梁主要病害情况  52-57
    4.2.1 箱梁开裂病害  52-55
    4.2.2 桥梁下挠问题  55-57
  4.3 桥梁主要病害成因分析  57-62
    4.3.1 主跨跨中下挠  57-58
    4.3.2 主桥箱梁合龙段底板混凝土崩裂、分层  58-60
    4.3.3 主桥箱梁裂缝  60-62
  4.4 旧桥验算结果  62-63
  4.5 加固设计思路及目标  63-64
  4.6 主桥加固内容及要点  64-67
    4.6.1 增设体外预应力  64-66
    4.6.2 中跨跨中增设横肋  66-67
    4.6.3 主桥箱梁粘贴钢板  67
  4.7 加固整体计算分析及体外束布置方案比选  67-70
  4.8 加固后局部应力分析  70-76
    4.8.1 新增转向块及锚固齿板应力分析  70-74
    4.8.2 跨中增设横肋局部应力分析  74-76
  4.9 本章小结  76-77
第五章阿墨江大桥体外预应力张拉监测及结果分析  77-86
  5.1 张拉施工方案  77
  5.2 现场观测内容及方法  77-78
  5.3 现场观测结果  78-83
  5.4 体外预应力张拉监测结论  83
  5.5 体外预应力张拉过程中出现的问题  83-85
  5.6 本章小结  85-86
第六章总结与展望  86-88
  6.1 总结  86-87
  6.2 展望  87-88
致谢  88-89
参考文献  89-91
在学期间发表的论著及取得的科研成果  91

连续刚构桥体外预应力加固关键技术研究

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