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刚架拱桥拱片间距优化与节点加强技术研究

作　者: 李镇
导　师: 李松辉
学　校: 山东科技大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 刚架拱桥 病害 拱片间距优化 外粘钢板 内置钢板
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


刚架拱桥具有自重轻、材料省、外形美观、装配化程度高等优点,在我国得到了较为广泛的应用。然而,由于车辆荷载的不断增大,刚架拱桥普遍出现了大节点开裂、跨中实腹段受拉区开裂、拱腿底部上缘开裂、横向联系梁裂缝、断裂甚至脱落、微弯板开裂以及桥面开裂等病害,且具有一定的普遍性,由此证实该桥型在设计、运营等方面存在一定的不足。本文以在役刚架拱桥设计资料与调研资料为依据,采用数值模拟技术,对刚架拱桥的病害机理与优化设计以及节点抗裂等方面进行了深入的分析,主要研究工作包括：1.对刚架拱桥典型病害机理进行了系统分析,采用数值模拟技术,对25m、35m、45m三种常见跨径刚架拱桥跨中、大小节点及主次拱腿处的典型病害进行了分析。计算结果表明,大节点、主拱腿拱脚上缘产生的主拉应力均大于C30混凝土抗拉强度标准值,在跨中、次拱腿、小节点处也产生较大应力,考虑到在役桥梁交通流量大,超载车辆多,加上设计、施工以及养护方面存在的不足,以上截面位置出现病害在所难免。2.以在役刚架拱桥设计资料为基准,应用大型有限元软件,分别建立跨径为25m,35m,45m刚架拱桥有限元模型。初拟桥面板厚度分别为20cm,25cm,30cm,通过增设一片刚架拱片,分别计算增设前后刚架拱桥跨中荷载横向分布系数、控制内力和挠度值。计算结果表明,在不显著增加混凝土与钢筋用量的基础上,增设一片刚架拱片可以显著降低各主拱肋特别是边拱肋的跨中荷载横向分布系数,降低了跨中弯矩、挠度和主、次拱脚推力,有效提高了刚架拱桥上部结构整体承载能力与整体刚度。3.对刚架拱桥节点抗裂加强技术进行了系统研究。选取25m、35m、45m跨径刚架拱桥大节点处分别外粘、内置2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm厚度的钢板,研究了外粘、内置不同厚度钢板对大节点处最大应力的影响规律,并对外粘、内置钢板加强大节点的效果进行了对比。

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 桥梁养护、维修与整治 > 桥梁加固
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