增设钢悬臂梁加宽混凝土箱梁技术研究

发布时间：2017-07-16 08:14

  本文关键词：增设钢悬臂梁加宽混凝土箱梁技术研究

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【摘要】： 随着社会进步和我国国民经济的发展,公路交通量急剧增长,桥梁荷载等级及行车速度的不断提高,人们对城市桥梁提出越来越高的要求。我国早期修建的城市桥梁,问题更加突出。通过对既有桥梁进行检测评估、在充分利用旧桥资源的基础上,进行加固、加宽,来提高桥梁的承载能力和通行能力,充分发挥旧桥的作用,已成为桥梁研究者的急迫任务。 目前桥梁加宽的方法很多,主要有直接加宽、修建复桥等。直接加宽就是拆除原桥的防撞护栏,通过增设钢筋混凝土悬臂挑梁、边梁或桥墩将原桥直接加宽。本文以某城市箱梁立交桥加宽为研究背景,采用增设钢悬臂梁的方法直接加宽混凝土箱梁,应用ANSYS有限元程序建立实体模型进行计算分析,并通过足尺模型试验验证加宽方法的可行性和计算理论的正确性。主要工作如下: (1)首先比较两种加宽方案,即横向张拉一束预应力钢筋和张拉两束预应力钢筋连接钢悬臂梁和混凝土箱梁,分别建立两种方案的ANSYS有限元模型,计算接触面处混凝土的应力,并进行优化,得出方案二优于方案一。 (2)在方案二的基础上优化得到方案三,即张拉两束预应力钢筋,缩短锚箱肋板的长度,应力在钢腹板上充分扩散,使传到接触面上的力较小。 (3)分析方案三的计算结果,进一步优化得到方案四,降低了钢悬臂梁的高度,改变锚箱的形式并调整U型肋,使加宽后结构受力更合理、更明确。 (4)通过以上四种方案的比较优化,确定最终的加宽方案为方案四,并利用方案四的有限元模型分析钢悬臂梁的顶板、底板、腹板及正交异性板的受力。论证了增设钢悬臂梁上铺正交异性桥面板并张拉横向和纵向预应力筋加宽混凝土箱梁桥技术方法的可行性。 (5)进行足尺模型的荷载试验,验证有限元建模计算方法和计算结果的正确性,通过足尺模型的加宽施工,总结增设钢悬臂加宽混凝土箱梁桥的施工流程和施工工艺。
【关键词】：钢悬臂梁 混凝土箱梁 正交异性板 桥梁加宽 流程 工艺
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U445.57
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 问题的提出及研究的意义10
• 1.2 桥梁拓宽发展的概述10-13
• 1.2.1 现有桥梁的拓宽形式10-11
• 1.2.2 现有桥梁上部结构的拓宽方法11-12
• 1.2.3 箱梁拓宽拼接的种类12
• 1.2.4 桥梁下部结构加固改造的技术与方法12-13
• 1.3 桥梁加宽改造设计要点13-14
• 1.3.1 桥梁加宽改造的基本要求13
• 1.3.2 加宽、加固改造应注意的问题13-14
• 1.4 本文选题背景及加宽方案介绍14-17
• 1.4.1 选题背景14
• 1.4.2 加宽方案概述14-16
• 1.4.3 分析加宽后结构受力性能的步骤16-17
• 1.5 本文的主要工作17-19
• 1.5.1 增设钢悬臂梁加宽混凝土箱梁的研究意义17
• 1.5.2 加宽后结构横向受力性能的研究17
• 1.5.3 足尺模型试验17-19
• 2 加宽后混凝土箱梁的受力分析19-42
• 2.1 加宽方案概述19-21
• 2.1.1 方案一20
• 2.1.2 方案二20-21
• 2.2 两种加宽方案建模计算21-29
• 2.2.1 方案一建模计算21-25
• 2.2.2 方案二建模计算25-29
• 2.3 两种方案比较及优化29-30
• 2.4 方案三建模与计算30-35
• 2.4.1 方案概述30-31
• 2.4.2 方案三建模计算31-35
• 2.5 方案四建模计算35-41
• 2.5.1 方案四概述35
• 2.5.2 方案四建模计算35-41
• 2.6 本章小结41-42
• 3 钢悬臂梁的受力分析42-55
• 3.1 钢悬臂梁与混凝土接触面的研究42-44
• 3.1.1 连接形式概述42-44
• 3.1.2 钢悬臂梁与混凝土的连接44
• 3.2 接触面的抗剪计算分析44-46
• 3.2.1 抗剪计算公式44-45
• 3.2.2 钢悬臂与混凝土接触面的抗剪验算45-46
• 3.3 钢悬臂梁的受力分析46-49
• 3.3.1 钢悬臂梁的顶板计算46-47
• 3.3.2 钢悬臂梁的底板计算47-48
• 3.3.3 钢悬臂梁的腹板计算48-49
• 3.4 钢悬臂梁的稳定及疲劳计算49-52
• 3.4.1 钢悬臂梁的局部稳定计算49-50
• 3.4.2 钢悬臂梁的整体部稳定计算50-51
• 3.4.3 钢悬臂梁的疲劳计算51-52
• 3.5 正交异性板的受力分析52-54
• 3.5.1 正交异性桥面板的计算理论概述52
• 3.5.2 正交异性桥面板的计算52-54
• 3.6 本章小结54-55
• 4 足尺模型试验55-69
• 4.1 试验模型概况55
• 4.2 试验目的55-56
• 4.3 试验方案56-60
• 4.3.1 试验测试内容56
• 4.3.2 试验测点布置56-58
• 4.3.3 试验测试工况58-59
• 4.3.4 试验加载及测试程序59-60
• 4.4 试验结果整理分析60-62
• 4.5 箱梁加宽的施工流程及工艺总结62-69
• 4.5.1 箱梁加宽施工流程总结62-65
• 4.5.2 加宽施工工艺总结65-69
• 5 结论及展望69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-72
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况72-73
• 致谢73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郭福波;美国的旧桥改造工作[J];中外公路;2003年03期

2 朱建强;张贵婷;;预应力混凝土桥梁的加宽方法[J];世界桥梁;2006年02期

3 郝继辉,韩杰;公路旧桥加固改造问题探讨[J];黑龙江交通科技;2004年08期

4 赵文秀,曾磊;公路工程桥梁加固技术[J];公路与汽运;2004年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 姜霖;大连市东北路立交桥拓宽改造研究与分析[D];大连理工大学;2006年

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本文编号：547754