整体正交异性桥面系置换横置桥面系的肋拱桥加固研究

发布时间：2017-09-17 18:46

  本文关键词：整体正交异性桥面系置换横置桥面系的肋拱桥加固研究

  更多相关文章： 钢混组合正交异性桥面系 横置桥面板 施工控制 对比分析 受力性能

【摘要】：随着我国桥梁事业不断蓬勃发展,较早期的设计荷载标准已经难以满足现行交通通行的要求,既有横置桥面板钢筋混凝土肋拱桥不断暴露出各种程度的损伤病害。伴随着车辆荷载日益重型化和车辆超载超速等影响,许多桥梁承载能力不足,难以满足其安全性及舒适性的正常使用要求。本文以武胜嘉陵江大桥为工程依托,探讨采用整体正交异性桥面系置换横置桥面板的肋拱桥的一些问题：(1)综述并分析了横置桥面板肋拱桥的主要病害及成因,及其整治横置桥面板病害的常用拱上建筑加固改造方法,并详细介绍了整体正交异性桥面系置换横置桥面板的加固方法和工艺技术措施；(2)通过对全桥整体空间有限元模型的分析,对加固施工过程中受力情况进行详细计算,研究施工过程中主拱圈应力及位移变化趋势规律,探讨该施工方案主拱圈所带来的影响。确定竖向位移和应力变化幅度较大的施工阶段,并在理论上确定出需要重点监控的阶段,分析施工过程中潜在的危险或者可能会出现的某些问题,并提出合理有效的施工建议；(3)根据桥梁结构的实际尺寸和材料特性,采用Midas/Civil分别建立武胜嘉陵江大桥加固前后的有限元模型,研究在自重、温度作用、活载及荷载组合工况下分别采用横置桥面板与组合正交异性桥面系时主拱圈的内力特点。通过对加固前后的主拱圈竖向位移和应力进行对比分析,探讨采用组合正交异性桥面板对肋拱桥主拱圈在受力和变形方面所带来的变化和影响；(4)将桥面系分解成三个受力系统,对各个体系的受力特点和计算方法进行分析。采用ANSYS并通过板壳和实体单元组合建立桥面系细部模型,研究恒载作用下钢筋混凝肋拱桥的正交异性桥面系的受力行为。(5)在拱顶处的桥面系一节段沿纵向、横向不同位置布置车辆轮载,研究桥面系各构件在不同位置轮载下的受力分布规律,并且确定出各构件受力最不利的轮载布置位置,分析各构件的最不利受力区域和受力特点,从而验证新桥面系的设计是否合理。
【关键词】：钢混组合正交异性桥面系 横置桥面板 施工控制 对比分析 受力性能
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U445.72
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 钢筋混凝土肋拱桥发展状况12-13
• 1.2.1 钢筋混凝土肋拱桥的特点12
• 1.2.2 钢筋混凝土肋拱桥发展状况12-13
• 1.3 钢筋混凝土肋拱桥加固改造的意义13-14
• 1.4 钢筋混凝土肋拱桥典型病害及成因14-15
• 1.4.1 主拱圈病害14-15
• 1.4.2 拱上结构病害15
• 1.4.3 桥面系病害15
• 1.5 钢筋混凝士肋拱桥常用加固方法15-16
• 1.6 本文主要研究的内容16-18
• 第2章 武胜嘉陵江大桥横置桥面板置换加固改造18-39
• 2.1 工程概况18-19
• 2.2 加固前桥跨结构检测分析及维修加固方案19-21
• 2.2.1 加固前桥跨结构检测分析19-20
• 2.2.2 维修加固方案20-21
• 2.3 武胜嘉陵江大桥加固施工方案与施工过程21-24
• 2.3.1 武胜嘉陵江大桥加固施工方案21-22
• 2.3.2 武胜嘉陵江大桥加固施工过程22-24
• 2.4 施工阶段计算分析24-38
• 2.4.1 施工阶段计算模型24-26
• 2.4.2 各施工阶段主拱圈位移分析26-32
• 2.4.3 各施工阶段主拱圈应力分析32-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 全桥有限元分析以及加固对比39-53
• 3.1 加固前后有限元模拟39-40
• 3.2 加固前后桥面系自重集度对比40
• 3.3 主拱圈结构受力及加固对比分析40-48
• 3.3.1 自重作用下主拱圈受力及加固对比分析41-42
• 3.3.2 温度作用下主拱圈受力及加固对比分析42-44
• 3.3.3 活载作用下主拱圈受力及加固对比分析44-46
• 3.3.4 荷载组合作用下主拱圈受力及加固对比分析46-48
• 3.4 主拱圈变形及加固对比分析48-51
• 3.4.1 自重作用下主拱圈变形及加固对比分析48-49
• 3.4.2 温度作用下主拱圈变形及加固对比分析49-50
• 3.4.3 车道荷载作用下主拱圈变形及加固对比分析50-51
• 3.4.4 荷载组合作用下主拱圈变形及加固对比分析51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 肋拱桥正交异性钢桥面系受力特性分析53-75
• 4.1 肋拱桥的正交异性钢桥面系受力体系分解53-54
• 4.2 有限元模型的建立54-55
• 4.3 恒载作用下桥面系的受力状态55-62
• 4.3.1 横梁56-58
• 4.3.2 桥面系纵梁58-61
• 4.3.3 桥面板61-62
• 4.4 不同轮载工况下的桥面系的力学性能分析62-69
• 4.4.1 横梁的力学性能分析63-65
• 4.4.2 纵梁的力学性能分析65-68
• 4.4.3 桥面板的力学性能分析68-69
• 4.5 荷载组合下桥面系的结构受力69-74
• 4.5.1 横梁的最不利受力71-72
• 4.5.2 桥面系纵梁的最不利受力72-73
• 4.5.3 桥面板的最不利受力73-74
• 4.6 本章小结74-75
• 结论75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士期间所参加的科研实践与成果81

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本文编号：871106