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双曲拱桥病害分析及加固处理研究

作　者: 彭震
导　师: 罗小勇；杨智
学　校: 中南大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 双曲拱桥加固改造动静载试验有限元分析
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

双曲拱桥结构作为一种施工简便,造价低廉的桥型曾在我国桥梁建设史上留下重要的一页。但是,随着经济的发展,交通流量和车辆载重的增加,此类桥梁结构整体性差,设计荷载标准偏低、钢筋用量偏少的缺点突出,已不适应当今交通发展的需要。本文通过对既有双曲拱桥的现场勘查,试验研究和有限元分析,对全桥总体技术状况等级评定,并根据试验结果和计算分析成果对比,判断桥梁在正常使用状态和承载力极限状态下的整体性能,提出合理的桥梁加固方案,有效延长桥梁的使用寿命。论文主要工作如下：(1)从多角度分析桥梁结构损伤的原因。针对双曲拱桥存在的常见病害：主拱圈病害,拱上建筑病害,墩台与基础病害,桥面系及附属结构病害,从宏观角度分析了混凝土桥梁结构损伤及其原因,为该类型桥梁病害调查和损伤评价提供依据。(2)结合茭河口大桥试验研究的工程实例,通过对大桥现场勘查,复核本桥的结构尺寸,调查构件材料强度,裂缝分布情况,了解桥梁病害现状,运用《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)对本桥进行技术状况评定。(3)通过承载力计算,荷载试验以及有限元分析,可知拱顶截面的承载能力满足公路—Ⅱ级荷载的通行要求；拱脚截面的承载能力无法满足公路—Ⅱ级荷载的通行要求,需要进行加固处理；拱顶测点的应力实测值与计算值较为接近,说明理论计算所采用的计算模型正确,该桥在试验荷载作用下第一跨仍处于弹性阶段,第二跨已进入非弹性阶段；挠度实测值均小于理论计算值,试验荷载作用下结构整体受力性能较好,但安全储备并不是富余。(4)动载试验表明,虽然模态试验的一阶频率实测值与理论值比较接近,但是实际结构的桥面破损严重,车辆通过桥梁时,冲击作用显著,横、竖两个方向的振动均较大,振感明显,说明整体性储备较低。(5)通过静动载试验分析,对本桥主拱圈和实腹段、横系梁、拱上立柱和立柱盖梁、腹拱圈、桥面等部位进行加固处理,保证桥梁在正常使用和承载力极限状态下的安全。

双曲拱桥病害分析及加固处理研究

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