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刚架拱桥的病害检测及加固研究

作　者: 徐永峰
导　师: 谢肖礼
学　校: 广西大学
专　业: 结构工程
关键词: 刚架拱桥病害检测有限元结构分析微弯板裂缝
分类号: U445.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 150次
引　用: 4次
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内容摘要

刚架拱桥是一种结构轻盈、造型美观且受力合理的桥型。但是在对刚架拱桥的检测中发现,由于我国交通量日渐增多造成该类桥型普遍存在有承载力不足横向刚度较差,整体协同工作能力欠缺的病害。本文通过对某刚架拱桥的检测,系统的介绍了刚架拱桥的检测理论及方法,并且对检测试验做了较为细致的介绍,同时对桥梁的加固理论和方法做了说明。最后本文利用有限元分析软件MIDAS/CIVIL对桥梁的结构受力性能进行了分析。通过对桥梁不同运营阶段的静力分析(弯矩、剪力、轴力、位移和应力)、动力特性分析和稳定性稳定性分析,并对不同阶段的分析结果进行对比得出结论:刚架拱桥在理想成桥状态下受力性能良好,动力特性和稳定性均较强,能够满足规范要求,但是在运营阶段由于各种因素的影响造成桥梁产生病害,从而削弱了其承载能力,特别是动力特性降低较为明显。本文还对桥面微弯板裂缝进行了非线性分析得出了影响微弯板开裂的主要因素。最后本文根据检测及分析结果针对桥梁存在的病害综合考虑各方因素设计了桥梁加固方案,并运用MIDAS/CIVIL对加固进行了静力分析、动力性能分析和稳定性分析,确定加固效果较为明显。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 前言  10-11
  1.2 工程概况  11-12
  1.3 刚架拱桥的桥型介绍  12-13
    1.3.1 刚架拱桥的基本组成  12
    1.3.2 刚架拱桥的总体布置  12-13
    1.3.3 刚架拱桥的特点  13
  1.4 研究目的和方法  13-14
    1.4.1 研究目的  13-14
    1.4.2 研究的方法  14
  1.5 本章小结  14-15
第二章桥梁的检测理论和方法  15-31
  2.1 桥梁检测的意义  15-16
  2.2 桥梁检测的内容  16-18
    2.2.1 桥梁的外观检查  16-17
    2.2.2 桥梁耐久性检测主要内容  17-18
    2.2.3 桥梁荷载试验  18
  2.3 桥梁检测的基本原理  18-21
    2.3.1 桥梁混凝土强度检测  18-19
    2.3.2 回弹法  19
    2.3.3 混凝土强度的推算  19-21
  2.4 桥梁承载能力  21-23
    2.4.1 校验系数  21
    2.4.2 横向增大系数  21-22
    2.4.3 结构刚度  22
    2.4.4 裂缝  22-23
  2.5 桥梁的检测及评估方法  23-30
    2.5.1 桥梁检测的方法  23-25
    2.5.2 旧桥梁的评估方法  25-30
  2.6 本章小结  30-31
第三章混凝土桥梁的常见病害及加固  31-48
  3.1 病害和灾害的概念  31-32
    3.1.1 病害的概念  31
    3.1.2 灾害的概念  31-32
  3.2 钢筋混凝土桥通病及成因  32-37
    3.2.1 混凝土病害  32-36
    3.2.2 钢筋锈蚀  36
    3.2.3 桥面系损坏  36
    3.2.4 桥头跳车  36-37
    3.2.5 桥台变位  37
  3.3 刚架拱桥的常见病害  37-38
    3.3.1 桥面板  37
    3.3.2 内外弦杆及实腹段  37
    3.3.3 横向联系  37-38
    3.3.4 主拱腿及斜撑  38
    3.3.5 桥面铺装  38
    3.3.6 伸缩缝  38
  3.4 桥梁加固的意义  38-39
  3.5 桥梁加固的原则  39-40
  3.6 旧桥加固的主要内容及基本要求  40-41
    3.6.1 旧桥加固的主要内容  40-41
    3.6.2 旧桥加固的基本程序  41
    3.6.3 旧桥加固的基本要求  41
  3.7 旧桥加固方案的比选原则及要求  41-42
    3.7.1 旧桥加固方案的比选原则  41-42
    3.7.2 比选要求  42
  3.8 旧桥加固的特点  42-43
  3.9 桥梁加固的方法  43-46
    3.9.1 桥梁上部结构加固  43-45
    3.9.2 桥梁下部结构加固  45-46
    3.9.3 桥梁的抗震加固  46
  3.10 本章小结  46-48
第四章刚架拱桥的检测及荷载试验  48-63
  4.1 桥梁的常规检测  48-49
    4.1.1 桥面系  48
    4.1.2 钢筋混凝土构件  48-49
  4.2 桥梁静载实验  49-58
    4.2.1 试验目的及测试内容  49-51
    4.2.2 试验荷载及布置  51-53
    4.2.3 静载试验结果分析  53-58
  4.3 动荷载实验  58-61
    4.3.1 实验目的  58
    4.3.2 测试的内容  58
    4.3.4 测试设备  58-59
    4.3.5 试验加载方法  59
    4.3.6 测点选择  59-60
    4.3.7 动试验结果分析  60-61
  4.4 模态分析实验  61-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章结构分析及加固设计  63-95
  5.1 MIDAS/Civil简介及建模  63-65
    5.1.1 MIDAS/Civil  63-65
    5.1.2 模型的建立  65
  5.2 承载力验算  65-72
    5.2.1 主拱肋部分承载力计算(桥梁博士平面计算模型)  65-68
    5.2.2 横系梁承载力验算  68-71
    5.2.3 桥面板承载力验算  71-72
  5.3 MIDAS/CIVIL结构分析  72-88
    5.3.1 静力计算  73-75
    5.3.2 模态分析(动力特性分析)  75-81
    5.3.3 稳定性分析(屈曲分析)  81-85
    5.3.4 桥面微弯板裂缝分析  85-88
  5.4 加固设计及验算  88-94
    5.4.1 加固方案的拟定  88-89
    5.4.2 加固节点设计  89-90
    5.4.3 加固效果验算  90-94
  5.5 本章小结  94-95
第六章结论与展望  95-98
  6.1 结论  95-96
  6.2 展望  96-98
参考文献  98-101
致谢  101-102
硕士期间发表的论文  102

刚架拱桥的病害检测及加固研究

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