混凝土拱圈外包加固的力学性能研究

发布时间：2020-07-13 05:48

【摘要】：外包加固法因其施工工艺简单、加固效果明显、适用范围广等优点被较多的应用于混凝土拱圈的加固中。外包法加固混凝土拱圈时涉及到不同龄期材料共同作用、拱圈二次受力等问题,其受力分析较为复杂,因此找到合理准确的方式来模拟拱圈的外包加固,对于拱圈加固的设计和施工有很大的实际意义。本文以采用外包法加固拱圈的某渡水桥为依托,建立了外包法加固拱圈的实体单元模型和梁单元模型以及全桥的精细化实体单元模型,对外包加固的受力性能进行了分析,主要工作如下:(1)对不同工况下外包法加固拱圈的精细化实体单元模型以及梁单元简化模型的计算结果进行了对比分析。通过对差异原因的分析得出梁单元简化计算方法的适用性以及局限性,从而对工程中外包加固法加固拱圈的简化计算方法提供借鉴。其中在不考虑加固施工过程时,两种建模方式的计算结果除拱脚处差值较大外,其他位置差值均不太大。导致拱脚处计算结果差值较大的主要原因是拱脚位置的应力集中效应。当考虑加固施工过程时,两种建模方式的计算结果差值较大,其中采用梁单元简化模型并不能准确计算加固施工过程中拱圈的受力情况。(2)依托全桥的精细化实体单元模型,对外包加固施工过程中、加固完成后的拱圈受力性能进行了详细分析。对现浇混凝土外包加固层时,不同加固顺序下拱圈的受力性能进行了评价,选取更加安全合理的施工方式,为加固施工提供指导;通过对考虑混凝土收缩徐变时,加固前后不同阶段拱圈受力情况的分析,对外包层新浇筑混凝土收缩徐变对老拱圈具体的影响进行了研究。(3)通过对加固前后拱圈极限荷载的求解,从极限承载力、裂缝发展、极限状态下拱圈的内力以及挠度等几个方面,对外包加固法的加固效果进行了定性分析,为外包法加固拱圈的设计提供参考。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.72
【图文】：

内力,情况,外包法,极限状态

而是在新的荷载（第二次加载）作用下才开始受力[28][29]。加固前后拱圈的受力情况如图1-1，采用外包法加固后，加固前的结构将承担原桥自重以及新增的混凝土自重，汽车荷载和其他活载由原结构和新增加固部分共同承担。由于加固结构的上述二次受力现象，在活载作用时，原结构可能已经处于极限状态，而新增部分却仍处于初始应力状态。另一方面，当结构破坏时，新增加固部分可能还未达到极限状态，其强度并未得到充分的利用。所以，在采用外包法加固前，建议先卸去部分拱上自重，再进行加固施工[30]。

恒载作用,应力状态,截面,拱圈

图 1- 1 加固前后截面的内力情况的上述受力特性，在进行加固计算时，固设计时采用。因此，在对外包加固法固设计规范》（JTG/T J22-2008）规定圈的恒载弯矩为1M ，轴力为1N ；活载弯积为1A ，惯性矩1I ；增大后的总高度为的应力担，采用原拱圈截面来计算恒载的承载1 111 1N M yA Is = ± 求应力点到原拱圈截面形心的高度。分布如图 1-2。

总应力,硕士学位论文,截面,应力状态

活载作用下的截面应力状态（3）总应力

【参考文献】