服役石拱桥加固技术研究

摘要

石拱桥以其取材方便、工程造价低、造型美观等优点在我国特别是在湖南地区得到广泛的应用。目前，我国较大一部分石拱桥因修建标准低、营运荷载不断增加或施工质量差等众多原因而出现承载力不足现象。同时，因桥基未置于基岩上或基底冲刷淘空等原因引起桥基产生不均匀沉降，危及桥梁安全。但是，拆除这些存在隐患的桥梁不但耗资，而且耗时，中断交通。因此，对服役石拱桥进行加固维修，是我国桥梁工作者面前的一项迫切任务。 本文研究的主要内容如下： （1）对石拱桥常用加固方法及加固理论进行探讨，得出适用于轻型板肋石拱桥的加固分析理论，给在轻型板肋石拱桥加固工程ansys结构分析中如何实现平铰拱提供理论依据； （2）通过服役石拱桥可靠性评估方法研究，得出考虑多种因素，主次分明的可靠性综合评定方法，为加固方案优选提供更可靠的依据； （3）建立服役石拱桥加固方案优选评价指标体系，根据模糊综合评价原理对评价指标中的定量指标和定性指标进行确定和处理，确定权重集，建立石拱桥加固方案优选的决策模型，得出考虑综合评价指标的最优加固维修策略，并在确定最优加固方案基础上根据石拱桥加固理论进行石拱桥加固计算，由此建立ANSYS有限元结构，根据计算结果分析验证石拱桥加固设计的正确性； （4）以张家界仙人溪桥加固为例，通过服役石拱桥可靠性评估分析，结合ANSYS有限元结构计算进行加固方案优选研究分析，得出合理、有效、可行的加固维修技术。 本论文着重以工程实例的分析为主，通过各种石拱桥加固方法的探讨，以及对石拱桥进行可靠性评估分析，采用模糊综合评判方法，确立服役石拱桥加固方案优选评价指标体系，对评价指标中的定量指标和定性指标进行处理，确立权重集，建立石拱桥加固方案优选的决策模型，得出考虑综合评价指标的最优加固维修策略，并结合ANSYS有限元结构仿真分析，集数理统计、模糊评价、数值分析等多项功能一体，使得石拱桥加固更加规范化、信息化、科学化。

目录

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第一章 绪论

1.1中国石拱桥的发展

1.2石拱桥加固的意义

1.3石拱桥加固存在的问题

1.4本文研究的主要内容及加固技术研究思路

第二章服役石拱桥可靠性评估方法研究

2.1石拱桥可靠性评估内容

2.1.1石拱桥可靠性评估的内容

2.1.2石拱桥承载力评估的内容

2.2石拱桥承载力评估方法研究

2.3小结

第三章 服役石拱桥加固理论及其计算方法

3.1平铰拱

3.2服役石拱桥常用加固方法

3.2.1裂缝修补灌浆法

3.2.2增大主拱截面法

3.2.3粘贴钢板法

3.2.4锚喷混凝土加固

3.2.5改变结构体系加固法

3.2.6其他加固方法

3.3服役石拱桥增大截面加固理论及其计算方法

3.3.1增大截面法的适用范围

3.3.2在服役石拱桥中最常用的两种增大截面法加固

3.3.3增大截面法的理论计算

3.3.4锚筋

3.4小结

第四章服役石拱桥加固方案优选研究

4.1石拱桥加固方案优选指标体系的确立

4.1.1石拱桥加固方案优选的目标及影响因素

4.1.2石拱桥加固方案评价指标体系的建立

4.2服役石拱桥最优加固维修策略研究

4.2.1引言

4.2.2模糊综合评价原理

4.2.3隶属度与权重的确定

4.2.4石拱桥加固优选决策模型

4.3 ANSYS有限元结构仿真分析

4.4小结

第五章 服役石拱桥加固案例分析

5.1工程概况

5.2石拱桥可靠性评估

5.2.1前言

5.2.2静载试验

5.2.3动力性能测试

5.2.4外观质量检测

5.2.5承载能力与裂缝分析

5.2.6可靠性评估总结

5.3加固维修策略优选

5.3.1加固方案模糊综合评价

5.4 ANSYS有限元结构分析

5.5小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况