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新疆地区桥梁病害及其修缮方法研究

作　者: 张建军
导　师: 胡兆同
学　校: 长安大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 桥梁病害冻融风沙大温差冻土维修加固
分类号: U445.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

新疆地区由于其特殊的气候特点如气候干燥、冬季寒冷且持续时间长、夏季高温且昼夜温差大、春秋季节风沙天气频繁等,造成新疆地区桥梁结构特有的病害特点。在大温差、反复冻融、雨雪、冻土等因素的作用下,桥梁结构的混凝土容易产生较大的裂缝,这些裂缝继续扩展,就会加速结构内部混凝土的碳化、钢筋的锈蚀。反复的冻融、冬季冰雪的融化、冻土的融沉等会造成桥梁墩台的倾斜、开裂、钢筋锈蚀等。风沙会造成桥孔、泄水管道的堵塞,影响桥梁的排水、泄洪功能。随着新疆地区气候的变暖,季节性冻土封冻时间逐渐缩短,冻土深度逐渐减小,桥梁基础的施工也会对冻土层造成扰动,这些因素会导致地基冻土的融化下沉、基础的倾斜,最终造成桥梁的承载能力降低。新疆地区改革开放前经济基础薄弱,交通运输事业不发达,建造的桥梁荷载等级较低,而且存在着设计、施工等方面的缺陷。随着新疆地区经济的发展,早期建造的桥梁已经不能满足当地交通运输事业的需要,超载现象越来越普遍。在各种自然环境及车辆荷载等因素的作用下,这些早期建造的桥梁病害情况严重,有些甚至成了危桥。这对当地经济的发展不利,甚至危及到人民的生命和财产的安全。因此对这些桥梁进行维修、加固已成为一件刻不容缓的事情,但是对于新疆地区桥梁特有的病害特点,还未有一套与之对应的维修、加固方法。本论文基于新疆伊犁特大桥、塔里木河大桥、新疆省道303中桥等桥梁的质量检测工作,对一些桥梁的病害进行分析、总结,主要进行了以下几个方面的工作：(1)对新疆地区的桥梁病害机理进行了较为全面的归纳、分析。(2)对新疆伊犁特大桥、塔里木河大桥等桥梁的质量检测、静载、动载试验结果进行了对比、分析,得出桥梁实际的荷载效应与设计荷载作用下的变形、位移规律。(3)通过将静载、动载试验与MIDAS有限元软件计算结果进行对比分析,对桥梁的承载能力、工作状况作出综合性评定,给出对应的维修、加固方案。(4)针对新疆地区特有的病害特点,给出了新疆地区桥梁病害对应的预防、维修、加固措施。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-14
  1.1 我国桥梁建设现状  11-12
  1.2 我国桥梁存在的问题  12
  1.3 新疆的气候特征  12-13
  1.4 主要研究内容及研究意义  13-14
    1.4.1 论文主要研究内容  13
    1.4.2 论文研究意义  13-14
第二章桥梁结构的耐久性及其影响因素  14-25
  2.1 桥梁结构耐久性分析的现实意义  14-15
  2.2 桥梁结构耐久性研究现状  15-16
    2.2.1 传统经验方法  15
    2.2.2 专家系统方法  15
    2.2.3 模糊综合法  15-16
    2.2.4 人工智能方法  16
    2.2.5 可靠度方法  16
  2.3 影响桥梁结构耐久性的主要因素  16-19
    2.3.1 混凝土冻融  17
    2.3.2 钢筋锈蚀  17-19
  2.4 裂缝对桥梁结构耐久性的影响  19-25
    2.4.1 裂缝的分类  19-21
    2.4.2 裂缝机理分析  21-24
    2.4.3 小结  24-25
第三章新疆地区桥梁病害及其机理分析  25-52
  3.1 桥梁病害原因分析  25-26
    3.1.1 设计不合理  25-26
    3.1.2 施工不当  26
    3.1.3 使用材料不当  26
    3.1.4 环境因素和自然现象  26
    3.1.5 使用不当  26
  3.2 新疆地区桥梁病害主要原因  26-33
    3.2.1 大温差  26-27
    3.2.2 风沙  27-29
    3.2.3 冻融  29-30
    3.2.4 季节性冻土的冻胀、融沉  30
    3.2.5 钢筋锈蚀  30-32
    3.2.6 设计原因  32
    3.2.7 使用维护不当  32-33
  3.3 桥梁上部结构主要病害  33-37
    3.3.1 主梁扰曲变形  33-34
    3.3.2 主梁开裂  34-35
    3.3.3 支座病害  35-36
    3.3.4 桥面板病害  36-37
    3.3.5 腐蚀破坏  37
  3.4 桥梁下部结构主要病害  37-40
    3.4.1 盖梁病害  37-38
    3.4.2 桥梁墩台  38-39
    3.4.3 桥梁基础  39-40
  3.5 桥面系及附属设施主要病害  40-47
    3.5.1 桥面铺装主要病害  40-43
    3.5.2 伸缩缝的主要病害  43-45
    3.5.3 人行道、栏杆、防撞护栏主要病害  45-46
    3.5.4 桥面排水设施  46-47
    3.5.5 其它部位病害  47
  3.6 新疆地区桥梁病害机理总结  47-52
    3.6.1 上部结构  47-49
    3.6.2 下部结构  49-52
第四章新疆伊犁特大桥整体状况分析  52-85
  4.1 引言  52-53
    4.1.1 工程概况  52
    4.1.2 质量检测与荷载试验的目的  52-53
    4.1.3 本次检测所用到的仪器  53
  4.2 外观检测及结论  53-58
    4.2.1 一般检测  53-57
    4.2.2 典型病害检查  57-58
  4.3 特殊检测  58-62
    4.3.1 混凝土强度检测  58-60
    4.3.2 钢筋分布及保护层厚度的检测  60-61
    4.3.3 钢筋锈蚀检测  61
    4.3.4 混凝土碳化深度检测  61-62
  4.4 静载试验  62-71
    4.4.1 测试断面和测点布置  62-63
    4.4.2 加载程序  63-64
    4.4.3 测试项目及量测方法  64-65
    4.4.4 计算模型  65-66
    4.4.5 试验结果  66-69
    4.4.6 静载试验结果评定  69-71
  4.5 动载试验  71-82
    4.5.1 试验内容  71-72
    4.5.2 试验系统配置  72
    4.5.3 动载试验结果分析  72-82
  4.6 结论  82-84
  4.7 建议  84-85
第五章新疆地区桥梁病害预防及修缮方法  85-93
  5.1 新疆地区桥梁病害预防  85-88
    5.1.1 设计方面  85-86
    5.1.2 施工方面  86-88
  5.2 新疆地区桥梁病害处理方法  88-93
    5.2.1 混凝土桥梁表层缺陷的预防及处理措施  88-89
    5.2.2 桥梁上部结构加固维修措施  89-90
    5.2.3 桥梁下部结构加固维修措施  90-91
    5.2.4 桥面铺装层的养护维修  91-93
第六章结论与展望  93-95
  6.1 结论  93-94
  6.2 展望  94-95
参考文献  95-98
致谢  98

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