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钢筋混凝土复合主拱圈加固拱桥合理宽幅研究

作　者: 唐世娇
导　师: 周建庭
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 复合主拱圈加固合理宽幅断裂力学
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

采取合理的加固技术与拓宽措施，对恢复和提高旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命具有积极的现实意义。但是现行加固设计规范和施工技术尚不太完善，对桥梁加固结构的技术要求未能面面俱到。通过调查发现部分桥梁在加固施工过程中出现了二次病害情况，譬如采用钢筋混凝土复合主拱圈的方法加固宽拱桥时，加固层易出现纵向裂缝。所以在剖析开裂机理的基础上，研究加固层的合理尺寸特别是横向的合理宽幅对保证加固后桥梁承载力及耐久性意义重大。本文首先通过详细介绍钢筋混凝土复合主拱圈加固拱桥的加固构造及技术原理，对其结构受力特性、施工可行性、加固经济性的优缺点进行归纳总结，并以实例验证了采用钢筋混凝土复合主拱圈的加固方法是现有针对拱桥病害加固较为有效的方法。同时通过实例引出若设计、施工过程中不采取针对性的措施，加固层混凝土容易产生纵向裂缝的现况。其次，基于断裂力学重点研究了混凝土加固层纵向开裂的原因与过程。认为加固层混凝土纵向裂缝的产生是一个综合过程而非简单的单一因素导致。以上述得到的开裂原因、过程为基础，通过对比计算混凝土温度应力、混凝土极限抗拉强度以及原拱圈与加固层的摩阻应力得到平横条件，并推导得到复合主拱圈加固层关于温度、厚度、宽度的自由滑动区长度公式以及加固层合理宽幅的计算公式。最后，以已加固的成渝高速李家院子中桥为依托，对其现有加固层受力状态进行验算，并分析采用合理宽幅成果分幅后的加固层应力指标，以此验证宽幅设置的合理性。并由李家院子中桥的成果总结出一套关于该类宽度较大容易出现裂缝的拱桥加固层分幅对策与方法。本文研究成果对于在役拱桥加固，特别是宽度较大的拱桥加固，养护措施以及对加固设计理论和施工水平的提高将有积极的借鉴作用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-17
  1.1 研究的意义及背景  8-9
  1.2 国内外主要研究方向和现状  9-15
    1.2.1 复合主拱圈加固方法研究现状  10-12
    1.2.2 加固层横向合理宽幅研究现状  12-15
  1.3 主要研究内容和取得的成果  15-16
  1.4 主要创新点  16
  1.5 本章小结  16-17
第二章钢筋混凝土复合主拱圈加固原理及其特点  17-31
  2.1 前言  17
  2.2 钢筋混凝土复合主拱圈加固技术  17-24
    2.2.1 复合主拱圈加固技术简介  17-20
    2.2.2 复合主拱圈加固原理  20-24
  2.3 钢筋混凝土复合主拱圈加固特点  24-30
    2.3.1 受力特性  24-26
    2.3.2 施工可行性  26-27
    2.3.3 加固经济性  27-28
    2.3.4 其它  28-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章基于断裂力学的混凝土加固层纵向开裂分析研究  31-49
  3.1 前言  31
  3.2 断裂力学理论  31-35
    3.2.1 裂纹类型  31-32
    3.2.2 裂纹尖端奇异场  32-35
  3.3 应力强度因子断裂理论  35
    3.3.1 应力强度因子  35
    3.3.2 应力强度因子断裂判据  35
  3.4 断裂韧度  35-36
  3.5 基于断裂力学的加固层纵向裂缝形成机理  36-48
    3.5.1 混凝土裂缝类型  36-38
    3.5.2 开裂成因  38-41
    3.5.3 开裂过程  41-48
  3.6 本章小结  48-49
第四章加固层混凝土合理宽幅研究  49-57
  4.1 前言  49
  4.2 加固层混凝土合理宽幅  49-56
    4.2.1 概述  49-50
    4.2.2 自由滑动区长度分析  50-53
    4.2.3 合理宽幅分析  53-55
    4.2.4 技术措施与注意事项  55-56
    4.2.5 小结  56
  4.3 本章小结  56-57
第五章工程实例  57-63
  5.1 工程概况  57-58
  5.2 李家院子中桥加固层现有受力状况验算分析  58-59
  5.3 李家院子中桥加固层合理宽幅分析  59-61
  5.4 拱桥加固层合理宽幅设置  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章结论与展望  63-65
  6.1 本文的主要结论  63
  6.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
在学校期间发表的论著及取得的科研成果  70

钢筋混凝土复合主拱圈加固拱桥合理宽幅研究

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