成昆线孙水河5号桥加固方案研究

摘要

本论文采用桥梁常规试验与理论计算分析相结合的方法对成昆线孙水河5号桥主桥预应力混凝土铰接悬臂梁既有病害对梁体结构影响进行分析，根据孙水河5号桥的具体情况，结合国内外桥梁加固成功经验，提出3种加固方法：增加桥墩的两跨连续梁方案、增加桥墩的四跨连续梁方案以及跨中梁段增大截面加固方案。经过对该三种加固方案的理论计算与对比，确定增加桥墩的两跨连续梁加固方案的可行性。 本文主要研究内容及成果包括： (1)通过对既有结构设计分析和现场试验结果分析确定该桥主桥梁体裂纹病害形成原因及特征，以及加固的必要性。 (2)通过对国内外桥梁加固成功经验的借鉴确定适合成昆线孙水河5号桥主桥梁体裂纹病害的三种加固方案为重点研究内容。 (3)通过对既有结构施工阶段和运营阶段总体分析以及梁段局部有限元分析，验证主桥剪力铰冲击效应是引起本桥梁体裂纹病害的主要原因。 (4)对增加桥墩的两跨连续梁加固方案进行静力计算和结构动力特性和结构地震反应分析，并对加固后主梁运营状态做出评价。 (5)通过对采用增大截面方法进行加固的梁段进行局部分析，对剪力铰附近梁段总体应力和局部应力做出评价。 (6)通过对三种加固方案的技术可行性和经济可行性比较确定增加桥墩的两跨连续梁加固方案为优选方案。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究目的及意义

1.2预应力混凝土悬臂梁桥国内外研究现状

1.3本文研究主要内容

第二章孙水河5号桥病害及加固方案分析

2.1结构总体布置及设计概况

2.1.1结构总体布置

2.1.2既有设计概况

2.2桥梁检测概况及梁体病害分析

2.2.1桥梁检测概况

2.2.2梁体裂纹病害

2.2.3剪力铰病害

2.2.4病害原因

2.2.5加固的必要性

2.3主要加固技术标准

2.4主要加固设计规范

2.5加固原则

2.6加固目标

2.7加固方案

2.7.1两跨连续梁方案

2.7.2四跨连续梁方案

2.7.3增大梁体截面方案

2.8加固施工方案

2.8.1两跨连续梁的施工

2.8.3四跨连续梁的施工

2.8.4增大截面的施工

2.9小结

第三章既有结构的复核计算

3.1计算模型

3.2既有结构的施工阶段计算

3.2.1施工阶段划分

3.2.2施工阶段计算结果

3.3既有结构的运营阶段计算

3.3.1单项荷载作用

3.3.2荷载组合作用

3.3.3计算结果分析

3.4既有结构主跨跨中梁段的局部应力分析

3.4.1计算模型

3.4.2计算结果

3.5小结

第四章两跨连续梁方案的加固计算分析

4.1静力计算

4.2.1结构内力

4.2.2支座反力

4.2.3混凝土应力

4.2.4钢束应力

4.2.5竖向挠度

4.2.6梁端转角

4.2.7静力计算小结

4.3结构动力特性

4.4结构地震反应分析

4.5水文计算

4.6小结

第五章增大截面方案的计算分析

5.1运营阶段的整体计算结果

5.2主跨跨中梁段的局部应力分析

5.3小结

第六章加固实施方案

6.1加固方案比较

6.2两跨连续梁方案的技术可行性

6.3两跨连续梁方案的经济可行性

6.4两跨连续梁加固方案设计要点

6.5加固施工顺序及方法

6.6维修加固施工技术要点

6.6.1加固区域混凝土表面清理

6.6.2钢筋阻锈处理

6.6.3混凝土破损修补处理

6.6.4裂缝处理

6.6.5植筋

6.6.6粘贴碳纤维布

6.7小结

第七章结论

致 谢

参考文献

作者简历

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目