装配式多肋梁桥加固设计中的均衡增效法研究

发布时间：2017-10-22 20:28

  本文关键词：装配式多肋梁桥加固设计中的均衡增效法研究

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【摘要】：我国的公路桥梁中,中小跨径桥梁的数量占据了很大的比重,装配式多肋梁桥这种结构形式在中小跨径桥梁的建设中被普遍使用。早期建设的在役桥梁,由于发生损伤和设计的车辆荷载等级较低,难以匹配现代社会车流量大、重载超载车辆多的交通形势。大量病害桥梁的存在极大地阻碍了公路交通运输系统的畅通,成为公路交通运输系统发展的瓶颈。所以,病害桥梁加固维修就显得日益重要。而现行的加固设计方法针对桥梁损伤程度在加固设计全过程中缺少一个量化的评价,对损伤构件在加固前后验算的影响考虑不足。针对目前存在的问题,本文在现行加固设计规范的基础上,提出一种新的针对装配式多肋梁桥构造特点的加固设计新方法——“均衡增效加固设计法”,在加固设计过程中引入考虑钢筋和混凝土有效截面的损失、承载能力检算可靠度、桥梁结构整体恶化等诸多因素的损伤参数,分别对承载能力极限状态方程中荷载效应计算部分以及结构抗力效应计算部分进行调整,并通过比较荷载效应与抗力效应的大小关系来衡量结构或构件的承载能力状况。基于此考虑桥梁结构整体刚度均衡提升的加固效果,用来指导梁桥的维修加固,以尽量少的加固补强投入来实现最优的使用性能及承载力改善效果,从而有效保证加固后桥梁整体的安全性及耐久性。本文依托某装配式多肋梁桥工程,根据桥梁的现场检测评定结果,建立了考虑实际损伤状态的有限元模型,结合装配式梁桥的构造特征,创新性地引入皮尔逊相似性算法对考虑了各单梁不同损伤状态的有限元调整模型进行了验证,结果表明比设计状态模型而言,考虑截面损伤的调整模型相与全桥综合实测挠度的皮尔逊相似度系数更接近于1,说明该模型与实际情况更为相似,验证了其有效性。对均衡增效加固设计法加固后与传统规范设计法加固后桥梁受力情况进行了分析对比,均衡增效加固设计法能有效提升桥梁结构的整体承载力,能为今后同类桥梁结构的加固设计工作提供一定的参考价值。
【关键词】：装配式多肋梁桥 加固设计 均衡增效 有限元分析
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.72
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 本文研究的背景与意义10-12
• 1.2 横向分布理论研究现状12-15
• 1.2.1 国内研究现状12-14
• 1.2.2 国外研究现状14-15
• 1.3 检测加固理论研究现状15-17
• 1.3.1 国内研究现状15-16
• 1.3.2 国外研究现状16-17
• 1.4 存在的问题17-18
• 1.5 本文的主要研究内容18-20
• 2 装配式多肋梁桥加固设计理论基础20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 横向分布计算理论20-22
• 2.2.1 影响面与影响线20-21
• 2.2.2 荷载横向分布系数的概念21-22
• 2.3 装配式多肋梁桥加固相关理论22-24
• 2.3.1 装配式多肋梁桥常用加固方法及其特点22-24
• 2.3.2 加固设计研究方法的选取24
• 2.4 本章小结24-26
• 3 装配式多肋梁桥均衡增效加固设计方法26-46
• 3.1 均衡增效加固设计流程26-27
• 3.2 均衡增效法损伤参数计算27-31
• 3.2.1 混凝土截面折减系数27-28
• 3.2.2 钢筋截面折减系数28-29
• 3.2.3 承载能力检算系数29-31
• 3.2.4 承载能力恶化系数31
• 3.3 均衡增效法荷载效应计算方法31-40
• 3.3.1 换算截面31-34
• 3.3.2 横向分布计算34-40
• 3.4 均衡增效法结构抗力计算方法40-42
• 3.5 加固设计中考虑损伤的必要性42-45
• 3.5.1 基础数据43
• 3.5.2 加固设计计算43-44
• 3.5.3 对比分析结果44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 4 装配式多肋梁桥状态评估与均衡增效损伤参数采集应用46-58
• 4.1 实桥工程概况46-47
• 4.2 技术状况评定47-49
• 4.3 桥梁静力荷载试验49-53
• 4.3.1 测点布置49
• 4.3.2 荷载工况49-52
• 4.3.3 试验结果52-53
• 4.4 桥梁动力荷载试验53-55
• 4.4.1 测点布置53-54
• 4.4.2 试验结果54-55
• 4.5 桥梁检测评定结论及损伤参数计算55-57
• 4.5.1 检测评定结论55
• 4.5.2 均衡增效加固设计损伤参数55-57
• 4.6 本章小结57-58
• 5 均衡增效加固设计方法的实桥应用对比58-74
• 5.1 规范加固设计方法计算结果58
• 5.2 考虑截面损伤的有限元模型58-61
• 5.2.1 有限元模型的调整58-59
• 5.2.2 有限元模型调整有效性验证59-61
• 5.3 均衡增效加固设计方法计算结果61-63
• 5.4 均衡增效加固设计方法与规范方法加固效果的对比63-72
• 5.4.1 横向分布规律对比分析63-65
• 5.4.2 荷载效应对比分析65-70
• 5.4.3 加固后承载力对比分析70-72
• 5.5 本章小结72-74
• 6 结论与展望74-76
• 6.1 结论74-75
• 6.2 展望75-76
• 参考文献76-80
• 致谢80

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本文编号：1079981