空心板桥整体加固技术研究

摘要

空心板桥有构造简单、施工方便、用材经济、施工速度快、建筑高度小、易于实现标准化和工厂化生产等优点,被广泛应用于现代公路桥梁中。运营过程中,部分空心板桥铰缝破坏明显,剪力传递效果差,造成行车荷载作用时的单板受力,影响行车安全及桥涵的使用寿命。如何改善空心板桥的整体受力性能、避免病害的发生及发展,是摆在桥梁加固研究工作者面前的重要问题。本文以五片空心板拼接小桥加固试验为依托,对空心板桥整体加固技术进行研究。
　　首先,对铰缝破坏机理、防治对策及整体加固方法进行研究。从设计、施工方面分析常见铰缝病害的产生机理及预防措施,并对空心板桥目前采用过的整体加固方法进行分析,如桥面补强层加固、横向预应力加固、Π形钢板加固、去梁增肋加固、化学灌浆加固等。
　　其次,对整体加固有限元模拟方法进行研究。以五片空心板拼接小桥试验为依托,采用MidasCivil及MidasFEA有限元程序,对钢横梁加固、横向预应力加固及去梁增肋加固进行有限元模拟。
　　第三,桥梁整体刚度加固效果对比分析。对钢横梁加固及横向预应力加固挠度实测值分析可知,荷载较小时,钢横梁加固效果明显;荷载较大时,体外预应力加固效果明显。
　　对比分析钢横梁加固、横向预应力加固及去梁增肋加固的理论值可知,三种方法均能显著提高空心板桥的整体刚度,去梁增肋法效果最好。其中,去梁增肋刚接梁法加固的整体性优于去梁增肋铰接梁法。
　　第四,引入铰缝协同工作系数,分析前两种整体加固方法对铰缝传力性能的改善情况。理论分析及实测值均表明荷载较小时,钢横梁加固后的铰缝协同工作性能优于横向预应力加固。
　　本文对空心板桥整体加固技术进行研究,明确了铰缝破坏机理,提出了相应的防治措施;通过三种加固方法加固效果的对比分析,对空心板桥的整体加固方案比选具有一定的参考价值。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2空心板桥分类

1.3国内外空心板桥的应用现状及存在问题

1.4本文主要研究目的及内容

第二章 空心板桥铰缝破坏机理及防治措施研究

2.1铰缝常见构造

2.2铰缝破坏特征

2.3空心板铰缝破坏机理分析

2.4铰缝破坏防治措施分析

2.5本章小结

第三章 空心板桥整体加固方法研究

3.1桥面补强层加固

3.2横向粘贴钢板加固

3.3横向预应力加固

3.4Π形钢板加固

3.5去梁增肋加固

3.6化学灌浆加固

3.7本章小结

第四章 空心板桥加固试验及仿真计算

4.1空心板桥加固试验

4.2空心板桥加固仿真计算

4.3本章小结

第五章 空心板桥加固前后整体刚度对比分析

5.1空心板桥横向刚度对比分析

5.2空心板桥纵桥向刚度对比分析

5.3本章小结

第六章 空心板桥加固前后铰缝协同工作性能对比分析

6.1铰缝协同工作系数

6.2加载方法及FEA模型

6.3跨中截面2号铰缝协同工作性能分析

6.4 L/4截面2号铰缝协同工作性能分析

6.5本章小结

结论及建议

结论

建议

参考文献

攻读硕士学位期间参与的项目

致谢