旱区铁路桥梁混凝土评估方法与结构改造技术

发布时间：2017-05-03 11:03

  本文关键词：旱区铁路桥梁混凝土评估方法与结构改造技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：通过对多条铁路线上桥梁病害的调查与分析,引起铁路桥梁病害的因素较多,即铁路桥梁在服役期间,必然会出现各种各样的病害。为了保证铁路桥梁在服役期间具有较好的使用性和安全性,应定期对桥梁进行状态进行评定,根据评定结果做出响应。对于已出现较严重的病害,应根据具体情况采取适当的改造方法。依托于包兰线K567+371钢筋混凝土桥梁,首先对该桥进行了状态评估,发现其主要病害体现在混凝土梁上。针对混凝土梁进行承载力评定,本文引入了旱区弹性波法混凝土测强曲线,对梁体混凝土强度进行了检测。检测结果发现:梁体无法满足行车要求。于是,本文提出了更换梁体的的结构改造方法。主要的研究内容及成果如下:(1)为保证测强曲线的精度,通过室内试验,分析不同高宽比、骨料以及测试面对弹性波法测强曲线建立的影响,根据影响程度给出相应的修正系数。本文的测强曲线是基于卵石混凝土浇筑侧面而建立的,因此各影响因素都基于此进行修正。结论如下:(1)不同尺寸的高宽比混凝土试件由于横向边界条件的影响,对波速的测试略有影响,需修正。修正系数参照本文第3章中的表3.6。(2)骨料对测强曲线的建立有影响,修正系数η=1.05。(3)测试过程中,测试面对波速测试有一定的影响,当测试面为混凝土结构浇筑面时,修正系数η=1.03;当测试面为混凝土结构浇筑底面时,修正系数η=0.97。(2)测强曲线的建立选用旱区常用配合比,预制混凝土标准试块。首先,对试块进行弹性波波速测试以及抗压强度试验;然后,对波速与抗压强度数据运用最小二乘法进行拟合,建立旱区弹性波法混凝土测强曲线:f=0.7028v~(3.2529),并通过兰州附近地区的桥梁同条件试块验证了其适用性。(3)通过对异形梁、原π梁分别进行动力特性分析与比较,得出异形梁的竖向刚度并没有削减而略大于原π梁,横向刚度比原π梁大很多,验证了将异形梁的两片梁连为整体的合理性。然后通过对异形梁各控制截面进行应力校核,得出异形梁各个控制截面应力均满足承载力要求。最后,对异形梁在最不利荷载组合情况下,经验算,其最大挠度满足规范要求。
【关键词】：旱区 弹性波法 测强曲线 异形梁
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.57
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 引言10-13
• 1.2 问题的提出以及研究意义13-15
• 1.2.1 桥梁混凝土测试技术13-14
• 1.2.2 钢筋混凝土桥梁改造技术14-15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 2 弹性波理论及测试技术16-25
• 2.1 概述16
• 2.2 弹性波的理论基础16-19
• 2.2.1 一维波动方程16-17
• 2.2.2 波动函数17-18
• 2.2.3 波阻抗的定义18-19
• 2.3 弹性波的特性19-21
• 2.3.1 传播特性19
• 2.3.2 反射特性19-21
• 2.4 弹性波法测试技术21-24
• 2.4.1 波的激发21-22
• 2.4.2 测试方法22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 弹性波法测强曲线建立的影响因素分析25-43
• 3.1 影响因素25-26
• 3.2 几何尺寸影响因素分析26-34
• 3.2.1 混凝土试件制作26-27
• 3.2.2 试件测试及数据分析27-30
• 3.2.3 波速测试及数据处理30-34
• 3.3 骨料影响因素分析34-40
• 3.3.1 混凝土试块制作及养护34
• 3.3.2 试验方案34-35
• 3.3.3 试块测试35-36
• 3.3.4 试块数据分析及测强曲线的建立36-38
• 3.3.5 拟合曲线精度分析38-40
• 3.4 测试面影响因素分析40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 4 旱区弹性波法混凝土测强曲线的建立43-56
• 4.1 混凝土试块的制作及养护43-44
• 4.2 弹性波法测试旱区桥梁混凝土强度的试验研究44-50
• 4.2.1 试块数据分析及测强曲线的建立45-49
• 4.2.2 测强拟合曲线精度分析49-50
• 4.3 验证试验50-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 铁路混凝土梁桥状态评估56-61
• 5.1 工程概况56
• 5.2 铁路桥梁状态检查及评定56-59
• 5.3 桥梁承载力评定技术59-60
• 5.3.1 桥梁缺损状态检查评定60
• 5.3.2 桥梁材质强度评定60
• 5.4 本章小结60-61
• 6 桥梁维修改造61-73
• 6.1 常用的改造方法61
• 6.2 铁路桥梁提高运营性能构造61-62
• 6.3 异形结构梁与旧梁对比分析62-65
• 6.3.1 概况62-63
• 6.3.2 建模63
• 6.3.3 荷载63-64
• 6.3.4 特征值分析64-65
• 6.4 异形梁控制截面应力与挠度校核65-68
• 6.4.1 验算依据65
• 6.4.2 荷载及工况65-66
• 6.4.3 主要材料66
• 6.4.4 异形梁控制截面应力验算66-67
• 6.4.5 异形梁挠度校核67-68
• 6.5 异形梁构造设计68-72
• 6.5.1 设计依据68
• 6.5.2 梁体材料68
• 6.5.3 改造设计图68-72
• 6.6 本章小结72-73
• 7 结论和展望73-74
• 7.1 结论73
• 7.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77
• 附录 混凝土材料性能指标及检测结果77-82
• 攻读学位期间的研究成果82

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王春芬;旱区铁路混凝土桥梁耐久性及安全性评估[D];西安建筑科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 曹淋淋;铁路桥梁混凝土护栏耐久性评估与优化[D];兰州交通大学;2015年

2 刘洋希;基于冲击回波法的预应力管道压浆质量检测[D];湖南大学;2013年

3 侯秀丽;桥梁工程重大坍塌事故调查与分析[D];中南大学;2006年

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本文编号：342866