复合主拱圈加固拱桥受力机理试验研究

摘要

近年来，桥梁的加固和维修已经成为时代发展的产物和工程的炙热话题。通过复合主拱圈加固拱桥，能使桥梁的整体性、耐久性、强度和承载力得到很大提高，在我国应用前景广阔，受到广大加固设计者的青睐。因此研究复合拱圈加固拱桥新老截面受力机理，具有十分重要的理论意义。本文以某钢筋混凝土双肋三跨连续拱桥加固项目为工程背景，采用数值模拟与实桥试验相结合的方法，研究加固后的复合主拱圈拱脚段受力特性。
　　本研究主要内容包括：⑴阐述我国拱桥发展进程、拱桥结构特点、病害分析以及国内外复合主拱圈加固拱桥的研究现状，阐述了进行复合拱圈加固方面研究工作的必要性和紧迫性，并提出本文所研究的主要内容和目的；⑵分析和研究了复合拱圈加固拱桥组合截面受力机理，首先对增大截面加固法进行理论分析，包括基本原理、加固特点、截面内力特性、使用条件和构造要求;然后对复合拱圈进行特性分析，包括复合拱圈受力性能、应力分析和组合分析;最后对主拱圈加固计算进行理论分析；⑶介绍依托工程主拱圈拱脚的主要病害、加固计算所存在的理论问题和加固设计方案;利用有限元软件Midas Civil建立桥梁整体有限元模型（加固前和加固后），对其进行详细的受力计算分析，并提取出拱脚截面应力和内力，计算出原拱圈和新拱圈应变值，得出加固后组合截面应变分布曲线图，以此可推断出复合拱圈加固拱桥组合截面受力分布是否符合平截面假定;最后对主拱圈强度进行验算分析；⑷首先明确试验目的、试验内容和试验方法;然后制定完整的试验方案，确定试验截面位置、测点位置、加载车的确定、试验工况和加载效率及车辆载位布置等;最后对实际加固工程进行实桥试验，得出复合拱圈加固拱桥拱脚截面受力特性；⑸理论研究结果与试验所得结果进行详细的对比分析，验证复合拱圈加固拱桥组合截面受力是否符合平截面假定，得出一些有益结论，为实际工程加固提供参考依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 中国拱桥发展历程

1．2．1 中国古代拱桥

1．2．2 中国现代拱桥

1．3．1 拱桥结构特点

1．3．2 拱桥病害分析

1．3．3 主拱圈常见病害

1．4 国内外复合拱圈加固拱桥研究现状

1．5 主要研究内容

2．1 引言

2．2 增大截面加固

2．2．1 基本原理

2．2．2 加固特点

2．2．3 截面内力特性

2．2．4 使用条件

2．2．5 构造要求

2．3 复合拱圈特性分析

2．3．1 复合拱圈受力性能

2．3．2 复合拱圈应力分析

2．3．3 复合拱圈组合分析

2．4 主拱圈加固计算分析

2．5 本章小结

第三章 加固设计方案及计算分析

3．1 引言

3．2 依托工程

3．3 桥梁加固设计

3．3．1 拱脚主要病害

3．3．2 加固计算及所存在的问题

3．3．3 桥梁加固流程

3．3．4 加固设计方案

3．4 有限元模型建立

3．4．1 基本假定

3．4．2 主要材料及作用取值

3．4．3 模型的建立

3．4．4 荷载作用形式

3．5 有限元模型计算

3．5．1 内力影响线

3．5．2 活载包络图

3．5．3 拱脚内力图

3．6 主拱圈拱脚应力分析

3．6．1 原拱圈拱脚应力

3．6．2 复合拱圈拱脚应力

3．7 主拱圈强度验算分析

3．8 本章小结

第四章 实桥试验方法及测试结果

4．1 引言

4．2 试验概述

4．2．1 试验目的

4．2．2 试验内容

4．2．3 试验方法

4．3 试验方案

4．3．1 测试内容

4．3．2 截面位置

4．3．3 测点布置

4．3．4 加载车的确定

4．3．5 试验工况

4．3．6 加载效率

4．3．7 车辆载位布置

4．4 试验结果

4．5 试验应变曲线

4．6 试验现场

4．7 本章小结

第五章 理论与试验对比分析

5．1 引言

5．2 复合拱圈组合截面受力机理理论分析

5．2．1 原主拱圈应变分布特性

5．2．2 复合拱圈应变分布特性

5．2．3 复合拱圈总应变分布特性

5．3 复合拱圈组合截面受力机理试验分析

5．4 理论与试验对比分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．1 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果