基础沉降对大跨度钢筋混凝土桁架拱桥的影响及加固技术研究

摘要

基础沉降将会引起桥面系、上部结构和下部结构出现严重病害，对桥梁的承载能力产生很大的影响。本文结合定陇公路转体桥，综合运用现场调查检测、理论分析、有限元模拟和对比分析的方法，研究了基础沉降对大跨度钢筋混凝土桁架拱桥的影响，提出了相应加固技术，并验证了加固技术的可靠性。
　　首先介绍了桁架拱桥常见的桥台基础形式，对各自的沉降机理进行了分析。接着从现场调查结果出发，统计定陇公路转体桥桥面系、上部结构和下部结构存在的病害，运用力学原理分析病害产生的根本原因。然后研究桁架拱桥的常见结构形式和构造要求，分析主要构件的力学性能与受力特点，研究各自的理论计算方法，计算主要截面的荷载效应和抗力效应。
　　其次，利用有限元程序建立桁架拱桥数值模型，研究在对称车辆荷载和偏载工况下，随着桥台基础均匀沉降量的增大，横梁和斜撑的受力特点及变化规律。通过对比分析，总结分别在对称车辆荷载和偏载作用下，基础均匀沉降对横梁和斜撑的不同影响。
　　在此基础上，研究在对称车辆荷载和偏载工况下，随着桥台基础不均匀沉降量的增大，横梁和斜撑的受力特点及变化规律，通过对比分析，总结分别在对称车辆荷载和偏载作用下，基础不均匀沉降对横梁和斜撑的不同影响；并且研究基础均匀和不均匀沉降对横梁和斜撑受力改变的不同点，分析各构件产生病害的原因，与现场勘查的相应病害进行对比。
　　最后，依据理论分析成果和现场调查结论，对桥梁进行技术状况和承载能力评定，提出相应病害的加固措施。通过静载试验，研究加固前后桥梁各控制截面的应力和位移值；通过动载试验，测试桥梁频率、阻尼比以及相应跑车工况下的动力放大系数，并研究桥梁动力放大系数与车速的关系,对比分析加固前后实测数据与理论计算值，验证加固技术的效果。
　　研究结果表明：桥台基础沉降导致钢筋混凝土桁架拱桥主要构件的受力状态发生改变，桥面系、上部结构、下部结构产生严重病害；不同沉降工况对横梁与斜撑的受力影响不同；本文提出的加固技术可行有效，为以后同类桥梁的设计与加固提供一定的参考。

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1 绪论

1.1 概述

1.2 本文研究目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究工程背景及主要内容

2 桥台基础沉降机理和次生病害分析

2.1 引言

2.2 桥台基础沉降机理分析

2.3 桥台基础沉降次生病害分析

2.4 本章小结

3 桁架拱桥的力学特点和计算方法

3.1 桁架拱桥的结构形式及构造特点

3.2 桁架拱桥的力学性能及受力特点

3.3 桁架拱桥的计算方法

4 桥台基础沉降对桁架拱桥的影响

4.1引言

4.2 桥台基础均匀沉降对桁架拱桥的影响

4.3 桥台基础不均匀沉降对桁架拱桥的影响

4.4 本章小结

5 加固技术研究及加固效果分析

5.1 引言

5.2 定陇公路转体桥加固技术研究

5.3 定陇公路转体桥加固后效果分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果