基于体外预应力加固梁式公路桥梁研究

摘要

随着社会和经济的发展，有一些现役桥梁已经不能适应交通的需要。对所有这样的桥梁拆除重建必定耗资巨大，桥梁维修加固成了解决这一类问题的好办法。本文总结和分析了用于各式梁桥的加固方法。并着重对体外预应力加固方法进行了细致研究。
　　体外预应力结构是一种预应力钢束完全位于混凝土梁截面以外对混凝土纵向施加预应力的结构体系。这种加固方法效果明显，能减小裂缝或者避免裂缝的出现，提高桥的耐久性，能恢复或提高桥梁的承载能力，加固施工时可以不凿除混凝土保护层，损伤旧桥梁体程度较小，加固后副作用小，加固施工时可以不影响或少影响交通，是一种较好的加固措施。
　　文中介绍了体外预应力加固体系的基本组成，常用的体外预应力加固方法及施工工艺，对体外预应力加固作了构造分析、力学分析。利用前面对其他加固方法的分析对一实际桥梁加固所要采用的方法进行比选，并最终确定选用体外预应力加固法加固。进行了体外预应力加固体系的设计与计算。然后，利用桥梁有限元软件MIDAS/Civil进行预应力混凝土T型简支梁桥的体外预应力加固计算分析，对比桥梁加固前后的各项指标，体现体外预应力加固的效果。最后，利用ANSYS对体外预应力钢束的锚固段进行建模分析，研究体外预应力简支梁锚固区的应力状态进行分析，验证设计方案的合理性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 国内外桥梁现状及桥梁加固的意义

1．2 桥梁体外预应力加固技术研究现状

1．2．1 国内研究状况

1．2．2 国外研究状况

1．3 本文主要工作

1．4 本章小结

2 简支梁桥上部结构常见病害及加固方法

2．1 简支梁桥上部结构常见病害

2．1．1 钢筋混凝土简支梁桥

2．1．2 预应力混凝土简支梁桥

2．2 加固设计基本原理

2．2．1 加固设计总则

2．2．2 加固设计计算基本假定

2．3 常用加固方法

2．3．1 增大截面加固法

2．3．2 粘贴钢板加固法

2．3．3 粘贴纤维复合材料加固法

2．3．4 改变结构体系加固法

2．3．5 体外预应力加固法

2．4 本章小结

3 体外预应力加固体系构造分析

3．1 体外预应力体系构造

3．1．1 水平筋和斜筋

3．1．2 锚固系统

3．1．3 转向系统

3．1．4 减振装置

3．2 加固体系的受弯计算考虑的特殊问题

3．2．1 二次效应

3．2．2 考虑二次效应时的极限状态计算方法

3．3 简支梁体外预应力索线形布置优化设计

3．4 本章小结

4 加固实例

4．1 工程概况

4．1．1 旧桥结构形式和技术标准

4．1．2 旧桥上部结构主要病害

4．2 加固设计要点

4．2．1 体外预应力钢筋布置方式的确定

4．3 加固设计计算

4．3．1 体外预应力筋面积估算

4．3．2 体外钢束最佳布置线形

4．3．3 加固后正截面抗弯验算

4．3．4 正截面抗裂性验算

4．3．5 主梁变形计算

4．5 本章小结

5 有限元分析

5．1 MIDAS／Civil全桥分析

5．1．1 MIDAS／Civil简介

5．1．2 旧桥模型建立

5．1．3 旧桥分析

5．1．4 加固后桥梁模型建立

5．1．5 加固效果分析

5．2 ANSYS锚固区局部分析

5．2．1 ANSYS简介

5．2．2 模型建立

5．2．3 分析结果

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献