T构—肋拱组合结构施工过程中支架失稳后施工方案研究

摘要

伴随着大力开发基础建设以拉动内需的基本政策，我国的桥梁建设也达到了世界领先水平，桥梁跨度的不断增大，桥型不断丰富，为了满足交通需要适应各种地形，近年来组合结构桥梁得到迅速发展，但是由于桥梁的大量建设，各种桥梁病害也层出不穷。本文以四川某T型刚构组合双飞燕式钢管混凝土系杆拱桥为背景，截取该桥的T型刚构-肋拱组合结构，对在施工过程中肋拱施工支架被洪水冲毁，结构的受力体系发生变化前后，结构的受力体系分析研究，结构以裂缝方式表现的病害的成因分析，以及提出可行的后续施工方案对存在损伤的结构进行修复。通过本文的分析，在施工支架被洪水冲垮之后，组合结构T构-肋拱暂时处于安全状态，但是在裸拱状态下，也就是无支架状态下，边拱上不能再施加任何荷载，即对边拱拱肋上的后续施工不能如期进行，在排除了恢复施工支架后，随即便提出对边拱施加水平预压力来实现对结构的修复以及结构的后续施工。在该结构中，自平衡式双飞燕式拱桥体系中的永久系杆有对边拱施加水平预压力的作用，但是需要经过两道系杆转向装置，这两道系杆转向装置在张拉永久系杆后将对裸拱产生竖向荷载，所以不能张拉永久系杆。在此基础上，提出了对边拱拱肋进行项推和采用张拉体外索对拱肋进行水平预压两种方案。其中顶推方案就是在T构端头架设后锚墙，采用千斤顶对边拱施加水平推力;张拉体外索就是在东西边拱端头张拉体外索，通过对东西边拱的对拉达到对边拱的水平推力。在经过对两种方案的计算对比后，两种方案均可以通过，但是出于对结构在多种不确定性因素影响下产生的不确定损伤，采用了更为保险的张拉体外索方案，因为顶推方案的反力是T构提供的，将继续加重T构损伤;而张拉体外索对两者在受力上都有利的。所以最终采用张拉体外索方案，并在实际施工中验证了该方案对结构的修复作用，达到了预期目的。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 组合结构的历史和发展概况

1．1．1 组合结构的起源

1．1．2 组合结构在我国的发展

1．1．3 组合结构的结构形式

1．2 T构-肋拱组合结构桥的受力特点

1．3 洪涝灾害对桥梁的影响

1．4 本文主要研究内容

第二章支架被冲垮前后T构—肋拱的受力情况

2．1 T构—拱肋工程概况

2．1．1 T构—拱肋结构形式

2．1．2 渠江明月大桥设计计算基本资料

2．1．3 T构—拱肋工程背景简介

2．2 计算模型简介

2．2．1 有限元模型综述

2．2．2 单元、材料、截面

2．3 T构—拱肋在支架未冲垮状态下的受力分析

2．3．1 西边拱肋应力情况

2．3．2 T构应力情况

2．3．3 结论

2．4 T构—拱肋在支架被冲垮状态下的的受力分析

2．4．1 支架被毁后T构—拱肋的受力情况

2．4．2 结论

2．5 T构-肋拱组合结构支架被毁后洪水荷载作用下的受力

2．5．1 裸拱下洪水荷载 对T构-边拱的受力影响

2．5．2 结论

2．6 小结

第三章 T构-拱肋裂缝成因分析

3．1 T构-拱肋已成结构裂缝的形成

3．2 T构-拱肋已成结构裂缝的表现形态

3．2．1 T构3#墩墩底裂缝形态

3．2．2 边拱拱脚处裂缝表现形态

3．2．3 T构牛腿裂缝表现形态

3．3 T构-拱肋已成结构裂缝成因分析

3．3．1 T构3#墩底裂缝成因分析

3．3．2 边拱拱脚处裂缝的定性分析

3．3．3 T构牛腿裂缝成因分析

3．4 小结

第四章 定性分析修复结构病害的两种方案

4．1 两种修补裂缝方案的提出

4．1．1 顶推方案

4．1．2 张拉体外索方案

4．2 两种施工方案的对比分析

4．2．1 受力性能

4．2．2 现场可操作性

4．2．3 经济性

4．3 小结

第五章 两种施工方案的受力可行性分析

5．1 计算方法概述

5．2 顶推方案的受力分析

5．2．1、建立T构与西边拱的有限元模型

5．2．2．建立T构的有限元模型

5．2．3．3#墩底截面的极限弯矩

5．2．4．3#墩底截面的抗剪能力

5．2．5．结论及建议

5．3 体外索方案的计算

5．3．1．计算分析

5．3．2．计算结果

5．3．3．张拉过程实测数据

5．3．4．监控观测结论

5．4．本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢