深圳松岗高架桥多跨连续梁加固工程研究

摘要

松岗高架桥位于深圳市宝安区G107国道上，该桥为一座多跨预应力混凝土连续箱梁桥，按部分预应力B类构件设计。在2004年发现其上部主要结构已经出现裂缝等病害现象，已被定为三类桥，需进行加固大修。在此背景下，本文对松岗高架桥连续梁加固展开研究，进行了病害检测和荷载试验，通过建立有限元模型，分析和总结了加固效果。本文的研究工作主要包括以下几个部分：
　　 1、病害检测通过对松岗高架桥连续梁的外观检查和特殊检测，摸清其发生的主要病害情况。检测表明：①箱梁除边跨及简支跨外，其余各跨跨中均发现有多条受力裂缝，裂缝深度和宽度均超出规范要求；②梁体混凝土碳化速率正常，钢筋探测和锈蚀测试结果表明钢筋保护层与设计图吻合，未发生锈蚀。
　　 2、荷载试验对松岗高架桥加固前后进行了静载和动载试验。通过静载试验发现加固前该桥梁结构目前运营状态较差，开裂截面严重偏离了原设计状态，并存在较大的安全隐患；加固后测试截面变形均衡，受力整体性良好，在试验荷载作用下处于弹性工作状态。通过动载试验表明，桥梁实测基频较加固前增大，冲击系数减小，整体刚度提升，满足要求。
　　 3、粘贴钢板法介绍松岗高架桥多跨连续梁的加固方法。梁体采用粘贴钢板法进行加固，对裂缝进行灌浆封闭，同时论述了其中的施工关键技术等。
　　 4、有限元分析通过基于平面杆系和实体单元的两种模型对松岗高架桥连续梁加固进行了有限元分析。采用DrBridge平面杆系计算程序对其结构内力分析，得到加固前后的承载能力、刚度、应力幅等对比；采用大型通用有限元软件ABAQUS建立荷载试验下的结构模型，计算值与荷载试验的实测值吻合良好，说明ABAQUS能准确模拟结构受力工程，其计算结果可用于荷载试验对比分析。
　　 通过本文的研究工作表明，松岗高架桥多跨连续梁采用粘贴钢板法进行加固，方法合理，技术可行，效果明显。该工程的成功，有效地延长了桥梁使用寿命，具有一定社会效益和经济效益，也可供类似工程借鉴和参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 既有桥梁现状及加固改造的必要性

1.1.1 既有桥梁现状

1.1.2 既有桥梁加固改造的必要性

1.2 桥梁常见病害情况及成因分析

1.3 桥梁加固的常用方法

1.3.1 上部结构加同的常用方法

1.3.2 下部结构加固的常用方法

1.4 桥梁缺陷检测和评估原则

1.4.1 桥梁缺陷检测

1.4.2 桥梁评估原则

1.5 本文的工程背景

1.6 本文的主要研究工作

第2章 松岗高架桥加固前的病害检测和荷载试验

2.1 外观检查和特殊检测

2.1.1 外观检查

2.1.2 裂缝深度检测

2.1.3 混凝土强度测试

2.1.4 钢筋锈蚀测试

2.1.5 钢筋探测

2.2 荷载试验

2.2.1 静动荷载试验方法

2.2.2 综合评估的思路和方法

2.2.3 荷载试验目的和内容

2.2.4 静载试验

2.2.5 动载试验

2.3 本章小结

第3章 松岗高架桥的加固设计及施工关键工艺

3.1 加固设计

3.1.1 上部结构维修加同

3.1.2 下部结构维修加固

3.1.3 桥面系及其它结构

3.1.4 支座

3.2 施工关键工艺

3.2.1 压力注胶粘贴钢板法施工工艺

3.2.2 螺杆植筋施工工艺及操作方法

3.2.3 钢板表面热喷涂铝处理方法

3.2.4 裂缝封闭处理的施工工艺

3.2.5 梁体及桥面防撞栏混凝土破损、钢筋锈蚀区域的处理方法

3.3 本章小结

第4章 松岗高架桥加固后的荷载试验

4.1 试验目的和内容

4.2 静载试验

4.2.1 测点布置

4.2.2 加载图示及荷载分级

4.2.3 测试结果分析

4.3 动载试验

4.3.1 行车试验

4.3.2 跳车试验

4.3.3 制动试验

4.3.4 脉动试验

4.3.5 冲击系数

4.3.6 测试结果分析

4.4 本章小结

第5章 松岗高架桥连续梁加固的有限元模拟

5.1 基于平面杆系的有限元模拟

5.1.1 平面杆系结构分析软件介绍

5.1.2 平面杆系计算模型

5.1.3 加固前后的承载力对比

5.1.4 加固前后的刚度分析

5.1.5 加固前后的钢筋应力幅分析

5.2 基于实体单元的有限元模拟

5.2.1 基于实体有限元基本理论

5.2.2 ABAQUS简介

5.2.3 有限元建模关键问题的处理

5.2.4 有限元模型计算结果

5.2.5 有限元模型结果与荷载试验数据的对比

5.3 本章小结

第6章 结论与建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果