高速公路中小跨径桥梁单板受力分析及防治措施初步研究

摘要

本文在分析高速公路中小跨径板式桥梁单板受力现状和发展趋势的基础上，对桥梁单板受力的产生原因、一般特征及其危害性进行了探讨和研究。有关文献和资料表明，迄今为止，我国的许多高速公路已经从单纯的建设向建设和维修并重过渡，大量的公路桥梁已经出现由于各种原因引起的桥梁结构病害与损伤。而单板受力是近年来中小跨径桥梁常出现的一种病害现象，此种病害对桥梁的危害性大，养护的费用高，如何解决现有高速公路中小跨径桥梁出现的单板受力病害状况以及如何预防新建道路桥梁出现单板受力现象就成为了迫在眉睫的一个重要问题。 本文首先对桥梁单板受力的静力分析方法的理论基础进行论述，在此基础上，探讨了单板受力静力分析方法的理论依据和分析方法。其次，利用MSC．Patran(Nastran)有限元分析程序对10m跨径和16m跨径的简支梁桥结构进行单板受力的有限元静力分析，模拟并计算出几种不同铰缝型式的有限元模型结构的应力和应变结果。并以此为基础提出铰缝在静力条件下的优化措施，从而对实际桥梁结构单板受力的预防和治理提供理论依据。 通过单板受力静力分析方法的理论研究和有限元分析表明，应用静力分析方法对单板受力进行分析研究可以得到和实际情况比较相符的结构应力和应变结果，从而证明了桥梁单板受力静力分析方法的可行性。但一般单板受力是桥梁在长期车辆交变荷载作用下产生疲劳破坏的结果，仅仅进行静力分析是不够的，还需要对结构进行动力和疲劳分析才能得到更好的结构分析结果。所以，要想在实际工程中对单板受力进行良好防治，还需进行大量的工作。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1桥梁单板受力状况研究的意义

1.2桥梁单板受力形成的原因及危害性

1.2.1单板受力病害产生的主要原因

1.2.2单板受力病害的危害性

1.3现有桥梁单板受力的特征及现状

1.3.1单板受力病害的一般特征

1.3.2单板受力病害的现状

1.4本文主要的研究工作

第二章桥梁单板受力的静力分析方法

2.1引言

2.2桥梁单板受力静力分析的理论依据

2.3桥梁单板受力静力分析的分析方法

2.4本章内容小结

第三章桥梁单板受力的有限元静力分析

3.1引言

3.2跨径10m的简支梁桥单板受力的有限元静力分析

3.2.1简支梁桥模型的建立

3.2.2材料的本构关系

3.2.3边界条件的处理

3.2.4荷载的处理

3.2.5 10m跨径简支梁桥静力分析结果

3.3跨径16m的简支梁桥单板受力的有限元静力分析

3.3.1简支梁桥模型的建立

3.3.2材料的本构关系

3.3.3边界条件的处理

3.3.4荷载的处理

3.3.5 16m跨径梁桥静力分析结果

3.4本章内容小结

3.4.1 10m跨径简支梁桥静力分析结论

3.4.2 16m跨径简支梁桥静力分析结论

第四章桥梁单板受力的防治措施

4.1桥梁单板受力的现状和发展趋势

4.2桥梁单板受力的预防措施

4.3桥梁单板受力的治理方法

4.3.1治理方法的选择

4.3.2粘贴碳纤维的治理方法

4.3.3不中断交通的铰接板加固方法

4.3.4桥面补强层加固法(桥面铺装法)

4.3.5桥面单板受力的其它加固方法

4.4本章内容小结

第五章总结与展望

5.1总结与结论

5.2今后工作的展望

5.2.1动力、疲劳分析

5.2.2疲劳试验分析

5.2.3提出优化方案和改进措施

致谢

参考文献

攻读学位期间参加的科研项目及发表的论文