预应力折线形铰接钢拱加固拱桥设计参数优化研究
发布时间：2021-08-07 05:23
拱桥结构是公路交通的重要组成部分,拱桥病害诊治与加固对提升路网运输能力、社会运行效率具有重要作用。拱桥加固技术分为被动加固与预应力主动加固两类,加固设计必须考虑分阶段受力,预应力主动加固对新旧结构共同受力、减少应变滞后、提高材料利用效率等有重要意义,开展预应力折线形铰接钢拱加固拱桥设计参数优化研究对实现拱桥预应力加固可设计具有重要理论意义与工程价值。本文以拱桥加固参数试验研究为基础,结合大量有限元分析统计,对预应力折线形铰接钢拱加固技术,从加固效果评价指标与加固设计参数两个方面进行了定性与定量研究,主要研究内容包括:（1）预应力折线形铰接钢拱主要从改善主拱圈压力线与拱轴线重合程度、恒载下主拱圈预变形等角度实现拱桥加固,加固过程对主拱圈卸载,从而主动闭合主拱圈结构性裂缝,充分利用主拱圈自身承载潜力,提高拱桥承载能力,因此该加固技术特别适用于成桥线形不佳、再次加固或需临时超载通行的拱桥。（2）结合拱桥加固受力特点,基于加固目的与约束条件,进行了大量有限元计算,推导、分析了控制截面关键指标、弯曲应变能、偏心距积分面积、最大偏心距、控制截面挠曲回升效率等拱桥加固效果评价指标与加固设计主要参数关...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型主拱圈弯矩分析
(c)浇筑立面 (d)浇筑立柱图 4.8 支模、绑扎钢筋与浇筑混凝土通过铁丝拉结固定两侧木模，避免浇筑过程模板变形，浇筑顺序为拱座、拱圈、立柱。首先浇筑拱座混凝土，在其初凝前，浇筑拱圈混凝土以使拱圈与拱座固接成无铰拱，待拱圈混凝土初凝完成，安装立柱剩余侧模并浇筑立柱混凝土，同时制作三个立方体试件作为依据判定混凝土强度，模型混凝土洒水养护至设计抗压强度。浇筑拱座混凝土前，从结构实验室地板预留孔洞上穿直径 50mm PVC管道作为精轧螺纹钢筋预留孔道（图 d）。
(c)混凝土试块抗压测试 (d)敲除试块侧面残渣图 4.9 拱桥拆模与试块抗压实验养护五天后拆除模板，测量拱桥各部位尺寸。立方体试件经养护 28d 后测定其抗压强度，试验前，标记试件并测量试块重量，试块均重 8.24kg，推算混凝土容重为 2441.48kgf/m3，实验流程与计算方法参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002[54]。使用试块较光滑两个面（试件成型时侧面）作为承压面，加载速度为 15KN/s，后期加载速度降低至 3KN/s，试件破坏荷载分别为 724.23 KN、737 KN、762.93 KN，相应抗压强度分别为 32.188MPa、32.76MPa、33.91MPa，算数平均值 32.95MPa，最大值与中间值差不超过中间值的 15%。由于夏季温度较高，孔隙水蒸发速度较快致水泥水化不充分，图（c）示破坏时试块一棱角表皮开裂，表皮脆性很大，易脱落。图（d）显示破裂面孔隙明显，粒径较大的粗骨料断面方向与压应力一致，表明试块内部裂缝发育，但水泥与粗骨料结合良好。按《混凝土强度检查评定标准》GB 50107-2010[55]评定该混凝土强
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁结构预应力损失试验研究[J]. 王向阳,吕攀,王杰. 公路. 2015(06)
[2]预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁预应力损失试验研究[J]. 黄金林,黄培彦,郑小红. 建筑结构学报. 2015(01)
[3]圬工拱桥加固效果合理评价模式[J]. 周磊,韩振中,周建庭. 公路. 2014(12)
[4]体外预应力加固钢筋混凝土拱桥关键技术研究[J]. 陈增顺,周建庭,张承,刘思孟,宋军. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[5]拱桥的起源与石拱桥的发展[J]. 徐勇. 世界桥梁. 2013(03)
[6]钢筋混凝土拱桥体外预应力加固试验[J]. 丁玮,向中富. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(01)
[7]基于组合截面分析的拱桥加固效果评价[J]. 黄灿,刘思孟,周建庭,周磊,吴恒. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(03)
[8]“十二五”公路养护管理发展纲要[J]. 中国公路. 2011(20)
[9]复合主拱圈加固石拱桥力学性态分析[J]. 周建庭,黎小刚,屈建强,韩雪,徐正强. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2010(06)
[10]基于能量法的系杆拱桥最优吊杆内力的确定[J]. 刘钊. 工程力学. 2009(08)
硕士论文
[1]预应力折线形铰接钢拱加固拱桥技术研究[D]. 乔奋义.重庆交通大学 2014
[2]主拱圈体外预应力加固试验研究[D]. 魏丽东.重庆交通大学 2012
本文编号：3327167
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型主拱圈弯矩分析
(c)浇筑立面 (d)浇筑立柱图 4.8 支模、绑扎钢筋与浇筑混凝土通过铁丝拉结固定两侧木模，避免浇筑过程模板变形，浇筑顺序为拱座、拱圈、立柱。首先浇筑拱座混凝土，在其初凝前，浇筑拱圈混凝土以使拱圈与拱座固接成无铰拱，待拱圈混凝土初凝完成，安装立柱剩余侧模并浇筑立柱混凝土，同时制作三个立方体试件作为依据判定混凝土强度，模型混凝土洒水养护至设计抗压强度。浇筑拱座混凝土前，从结构实验室地板预留孔洞上穿直径 50mm PVC管道作为精轧螺纹钢筋预留孔道（图 d）。
(c)混凝土试块抗压测试 (d)敲除试块侧面残渣图 4.9 拱桥拆模与试块抗压实验养护五天后拆除模板，测量拱桥各部位尺寸。立方体试件经养护 28d 后测定其抗压强度，试验前，标记试件并测量试块重量，试块均重 8.24kg，推算混凝土容重为 2441.48kgf/m3，实验流程与计算方法参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002[54]。使用试块较光滑两个面（试件成型时侧面）作为承压面，加载速度为 15KN/s，后期加载速度降低至 3KN/s，试件破坏荷载分别为 724.23 KN、737 KN、762.93 KN，相应抗压强度分别为 32.188MPa、32.76MPa、33.91MPa，算数平均值 32.95MPa，最大值与中间值差不超过中间值的 15%。由于夏季温度较高，孔隙水蒸发速度较快致水泥水化不充分，图（c）示破坏时试块一棱角表皮开裂，表皮脆性很大，易脱落。图（d）显示破裂面孔隙明显，粒径较大的粗骨料断面方向与压应力一致，表明试块内部裂缝发育，但水泥与粗骨料结合良好。按《混凝土强度检查评定标准》GB 50107-2010[55]评定该混凝土强
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁结构预应力损失试验研究[J]. 王向阳,吕攀,王杰. 公路. 2015(06)
[2]预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁预应力损失试验研究[J]. 黄金林,黄培彦,郑小红. 建筑结构学报. 2015(01)
[3]圬工拱桥加固效果合理评价模式[J]. 周磊,韩振中,周建庭. 公路. 2014(12)
[4]体外预应力加固钢筋混凝土拱桥关键技术研究[J]. 陈增顺,周建庭,张承,刘思孟,宋军. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(S1)
[5]拱桥的起源与石拱桥的发展[J]. 徐勇. 世界桥梁. 2013(03)
[6]钢筋混凝土拱桥体外预应力加固试验[J]. 丁玮,向中富. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2013(01)
[7]基于组合截面分析的拱桥加固效果评价[J]. 黄灿,刘思孟,周建庭,周磊,吴恒. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(03)
[8]“十二五”公路养护管理发展纲要[J]. 中国公路. 2011(20)
[9]复合主拱圈加固石拱桥力学性态分析[J]. 周建庭,黎小刚,屈建强,韩雪,徐正强. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2010(06)
[10]基于能量法的系杆拱桥最优吊杆内力的确定[J]. 刘钊. 工程力学. 2009(08)
硕士论文
[1]预应力折线形铰接钢拱加固拱桥技术研究[D]. 乔奋义.重庆交通大学 2014
[2]主拱圈体外预应力加固试验研究[D]. 魏丽东.重庆交通大学 2012
本文编号：3327167
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