悬臂式RC箱形梁桥病害分析与加固研究

摘要

随着我国国民经济的发展，交通运输量急剧上升，桥梁负荷日趋加重，加之设计、施工及老龄化等原因，使得旧桥病害不断出现，承载能力及刚度下降。所以，对旧桥进行检测、承载力及使用寿命评估和加固改造就成为桥梁工程界关注的热点问题之一。本文以邕江大桥为背景，对悬臂式RC箱形梁桥的病害分析及加固进行了探讨，主要内容如下： 对旧桥的检测、评估及病害分析进行了探讨，并有针对性的对邕江大桥进行了分析。分析表明由于设计对“剪力滞效应”考虑不足、斜截面抗剪不足及车辆超载等，造成翼腹连接处发生早期破坏，并向两侧翼缘和腹板延伸，形成贯通裂缝。同时，部分伸缩缝年久失效及桥面铺装破损，在车辆冲击荷载及疲劳效应的作用下，梁体病害进一步加剧，导致桥跨结构承载力和整体刚度下降。 论文提出“预应力钢桁架综合加固法”加固悬臂式RC箱形梁桥。该方案在结构损伤、交通影响、施工难易、桥梁美观及加固效果(应力、位移)等方面具有明显优势。桥梁的带载加固必须考虑分阶段受力的特点，论文通过简化与假设，运用空间有限元理论建立考虑损伤的加固模型并对其进行了受力及模态分析，验证了模型及方案的合理性，并指出卸载加固可以进一步改善原桥的受力状况和提高加固材料的利用效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1现有桥梁的状况

1.1.1世界现有桥梁的状况

1.1.2我国现有桥梁的状况

1.2旧桥病害分析与加固的外研究状况

1.3旧桥病害分析与加固的意义

1.4本论文的主要内容

第二章旧桥的检测、评估与病害分析

2.1混凝土结构损伤与耐久性的通病

2.1.1影响混凝土结构耐久性的因素

2.1.2混凝土的裂缝分析

2.2旧桥的检测和评估

2.2.1旧桥的现场检测

2.2.2旧桥的评估

2.3邕江大桥的检测、评估与病害分析

2.3.1工程概况

2.3.2悬臂式RC箱形梁桥结构特点

2.3.3检测内容

2.3.4检测成果及分析

2.3.5荷载试验评估

2.3.6邕江大桥病害分析结论

2.4本章小结

第3章桥梁改造加固方案研究

3.1桥梁改造加固方案设计的原则、特点

3.2桥梁常用改造加固技术对比

3.2.1粘贴钢板加固法

3.2.2外包钢加固法

3.2.3粘贴碳纤维加固法

3.2.4补强层加固法

3.2.5预应力加固法

3.2.6改变结构受力体系加固法

3.3邕江大桥改造加固方案研究

3.3.1方案一：体内预应力+粘贴钢板+钢纤维混凝土

3.3.2方案二：体外拉索+钢纤维混凝土加固法

3.3.3方案三：体外预应力钢桁架加固法

3.3.4加固方案优选

3.4本章小结

第4章加固方案空间有限元理论分析

4.1概述

4.2有限元模型的建立

4.2.1有限元单元选取

4.2.2加固材料预应力模拟

4.2.3建模步骤

4.3加固模型空间有限元结果分析

4.3.1加固模型整体分析

4.3.2卸载加固方案比较

4.3.3双悬臂梁模态分析

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文与参与的科研项目