桁式组合拱桥预应力加固的可行性研究

摘要

桥梁是公路的咽喉，改革开放以来，特别是国家实施交通大发展和西部大开发政策以来，我国桥梁建设特别大跨径桥梁建设进入了一个高速发展的辉煌时期，在我国建设了一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大、具有现代化品位和科技含量高的大跨径桥梁。其中，我国首创的桁式组合拱桥，兼有拱和梁的优点，跨越能力强、受力合理、轻盈美观、省工省料、施工简便，是较适合我国西南山区的合理桥型之一。
　　面对我国国民经济现代化建设的需要，桥梁和交通运输的各个领域都受到了严峻的挑战。桁式组合拱桥作为贵州省采用较多的一种桥型，为贵州省的经济发展做出了巨大的贡献，但是即使建造年代不长的桥梁，由于设计、施工和使用上存在的问题，桥梁原始缺陷的存在，长期冲击荷载的作用，交通量和车辆载重的明显增大等因素，近年来，桁式组合拱桥出现了不同程度的病害，甚至危及到桥梁的正常使用。因此，进行桁式组合拱桥的加固方法研究是非常重要的。该文依托西部交通建设科技项目“桁式组合拱桥病害成因和加固方法研究”(项目编号:2005318000017)，对预应力混凝土桁式组合拱桥加固方法可行性进行了研究，主要研究内容和成果如下:
　　1、桥梁加固一般是通过对构件的补强和结构性能的改善来恢复或提高桥梁的承载能力和抗裂性，以延长桥梁结构使用年限，满足桥梁通行要求。其加固方法主要有增大截面加固法、置换混凝土加固法、粘贴钢板加固法、体外预应力加固法、粘贴纤维复合材料加固法和改变结构体系加固发等。从加固原理、适用范围、技术特点、材料要求和施工方法等方面对这几种桥梁加固方法进行分析评价。
　　2、由于典型桁式组合拱桥病害特点不同、受力特性不同，因此对其进行预应力加固的可行性也将不一样，将结合各构件的病害情况、受力特性及预应力加固的构造特点，分别研究了各个主要构件采用预应力技术进行加固的可行性。
　　3、以贵黄（贵阳—黄果树）公路上的某桁式组合拱桥为依托，分析预应力加固方法对结构的影响难以采用几何解析的方法得到通用的简单计算方法和具有广泛适用性的分析结果。鉴于现有桁式组合拱桥在设计方法、结构体系、具体构造上具有高度的相似性，因此基于具体实例的分析研究结果对于其他的桁式组合拱桥也将具有很大的指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 桁式组合拱的产生和发展

1．2 桁式组合拱存在的主要病害

1．3 本文主要研究内容

1．3．1 本文研究的必要性

1．3．2 本文主要研究内容

第二章 桥梁现有的加固方法

2．1 增大截面加固法

2．2 置换混凝土加固法

2．3 外包钢加固法

2．4 粘贴钢板加固法

2．5 粘贴纤维复合材料加固法

2．6 高性能水泥复合砂浆钢筋网加固法

2．7 预应力加固法

2．7．1 体内预应力的特点及应用现状

2．7．2 体外内预应力的特点及应用现状

2．8 本章小结

第三章 预应力加固桁式组合拱的可行性

3．1 利用预应力进行斜杆加固的可行性分析

3．1．1 斜杆主要病害特点

3．1．2 利用预应力进行斜杆加固的可行性分析

3．2 利用预应力进行实腹段加固处理的可行性分析

3．2．1 实腹段主要病害特点

3．2．2 利用预应力进行实腹段加固的可行性分析

3．3 下弦预应力加固的可行性分析

3．3．1 下弦病害特点

3．3．2 预应力加固下弦的可行性分析

3．4 上弦预应力加固的可行性分析

3．4．1 上弦主要病害特点

3．4．2 预应力加固上弦的可行性分析

3．5 竖杆预应力加固的可行性分析

3．5．1 竖杆主要病害特点

3．5．2 预应力加固竖杆的可行性分析

3．6 本章小结

第四章 依托工程概况及存在的病害

4．1 依托工程概况

4．2 依托工程结构现状以及病害检查

4．3 静载检测结果分析

4．3．1 结构刚度

4．3．1 结构强度

4．4 动载试验检测结果

4．5 试验结论和建议

4．5．1 荷载试验结论

4．5．2 荷载试验后的建议和要求

4．6 本章小结

第五章 依托工程加固预应力加固可行性分析

5．1 概述

5．2 分析计算依据

5．3 分析计算主要参数

5．3．1 主梁截面几何参数

5．3．2 分析计算模型

5．3．3 主要计算参数

5．4 加固前后的结构变形与应力变化分析计算

5．4．1 变形计算

5．4．2 加固前后应力计算

5．4．3 只考虑斜杆预应力加固对结构的影响下的应力计算

5．4．4 只考虑实腹段体外预应力加固对结构的影响下的应力计算

5．4．5 只考虑下弦体外预应力加固对结构的影响

5．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果