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大跨PC连续梁桥病害成因分析及安全评估研究

作　者: 唐细彪
导　师: 田仲初
学　校: 长沙理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混凝土连续梁桥安全评估病害分析有限元仿真参数分析
分类号: U445.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着桥梁建设事业的进一步发展和新规范的颁布实施,交通运输对既有桥梁的安全性、耐久性要求也越来越高。因此,对于一部分存在着病害甚至隐藏着重大隐患的桥梁,对其安全状态做出有效的评估是非常有意义的。本文以某连续梁桥为工程背景,根据桥梁结构安全评估的有关理论,对桥梁病害安全状态评估方法进行分析和研究,其主要内容如下:1、详细综述了桥梁结构病害诊断方法,并对其优缺点进行比较分析;全面地总结混凝土桥梁安全评估的基本内容和方法。详细阐述了关于桥梁结构承载能力鉴定的方法,分析了用于混凝土强度和钢筋锈蚀检测的无损检测方法及结构构件材料缺损的检验方法。2、以某公路大桥主桥为工程背景,检测并整理了该桥存在的主要病害,并对其产生的主要原因进行分析和探讨;运用荷载试验法评估理论,对该桥进行荷载试验检测,以评估该桥的刚度、强度和承载能力等是否达到规范要求。3、根据该桥的原设计图纸,运用有限元软件MIDAS对该桥的施工过程进行模拟计算,分析结构的施工阶段和运营阶段应力情况。同时通过全桥模型,分析各病害对该桥可能存在的影响。包括铺装偏差、底板错台、纵向预应力损失、主梁自重以及结构刚度等主要影响参数的敏感性分析,分析各病害对桥梁结构在施工过程和成桥状态下的主梁挠度及应力影响,总结规律,得到对同类桥型的设计和施工有指导意义的结论。4、本文还对该桥跨中合龙段底板预应力筋产生的径向力进行验算;对车辆加载下的跨中合龙段进行了局部计算,以分析该部位裂缝产生的原因。5、最后针对裂缝病害,提出裂缝修补方法及桥梁健康监测建议。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-15
  1.1 问题的提出  11
  1.2 桥梁安全评估的意义和目的  11-12
  1.3 国内外桥梁安全评估工作的现状和发展趋势  12-13
  1.4 本文的主要内容  13-15
第二章桥梁结构状态检测及安全性评估  15-32
  2.1 前言  15
  2.2 桥梁结构状态检测方法  15-18
    2.2 1 表观检测方法  15-16
    2.2.2 局部检测方法  16
    2.2.3 静态检测方法  16
    2.2.4 动态检测方法  16-17
    2.2.5 地质雷达检测方法  17-18
  2.3 桥梁安全性评估  18-30
    2.3.1 桥梁的安全性评估主要内容  19
    2.3.2 桥梁的安全性评估方法  19-23
    2.3.3 桥梁承载能力的评估  23-26
    2.3.4 混凝土强度的检测方法  26-29
    2.3.5 构件材料缺损的检验  29
    2.3.6 钢筋锈蚀检测  29-30
  2.4 本章小结  30-32
第三章大桥主要病害及成因分析  32-44
  3.1 工程概况  32
  3.2 大桥病害情况  32-40
    3.2.1 箱梁裂缝  33-34
    3.2.2 局部错台  34-35
    3.2.3 局部下挠  35
    3.2.4 外观质量检查中的工程缺陷  35-36
    3.2.5 顶板局部线形误差超限  36-37
    3.2.6 箱梁厚度检测线形偏差  37-40
  3.3 病害成因分析  40-44
    3.3.1 右幅58-59#墩合龙段横向裂缝成因分析  40-41
    3.3.2 箱梁内部合龙段顶板纵向裂缝成因分析  41
    3.3.3 最大错台成因分析  41-42
    3.3.4 线形偏差成因分析  42-43
    3.3.5 其他缺陷产生的原因  43-44
第四章大桥的承载力、刚度与强度的评估  44-53
  4.1 静载试验  44-51
    4.1.1 试验目的  44
    4.1.2 试验荷载极加载原则  44-45
    4.1.3 试验内容  45-51
  4.2 混凝土强度检测  51-52
  4.3 本章结论  52-53
第五章大桥施工计算分析  53-61
  5.1 结构分析  53
  5.2 建立模型  53-56
    5.2.1 计算参数  53-54
    5.2.2 计算假设  54
    5.2.3 模型建立  54-56
  5.3 计算结果  56-60
    5.3.1 最大悬臂阶段  56-57
    5.3.2 中跨合龙阶段  57
    5.3.3 加二期恒载阶段  57-58
    5.3.4 五年收缩徐变阶段  58
    5.3.5 运营阶段  58-60
  5.4 本章小结  60-61
第六章各施工偏差对大桥受力影响分析及合龙段局部验算  61-76
  6.1 施工偏差对大桥受力影响分析  61-68
    6.1.1 铺装厚度偏差对大桥影响  61-63
    6.1.2 错台对大桥影响  63-64
    6.1.3 预应力损失对大桥影响  64-66
    6.1.4 刚度损失对大桥影响  66-67
    6.1.5 主梁自重对大桥影响  67-68
  6.2 合龙段径向力验算  68-71
    6.2.1 径向力产生的原因  68-69
    6.2.2 径向力计算公式推导  69
    6.2.3 该桥跨中段径向力估算  69-70
    6.2.4 该桥跨中段允许最大偏差估算  70-71
  6.3 车辆加载下合龙段局部验算  71-74
    6.3.1 模型选取  71-72
    6.3.2 计算结果  72-74
    6.3.3 计算小结  74
  6.4 本章小结  74-76
第七章裂缝修补及健康监测建议  76-82
  7.1 裂缝修补  76-79
    7.1.1 常用裂缝修补方法介绍  76-77
    7.1.2 用环氧树脂压浆法修补裂缝  77-79
  7.2 健康监测建议  79-82
    7.2.1 健康监测系统的建立  80
    7.2.2 监测周期及方法  80
    7.2.3 监测单位的选择  80-81
    7.2.4 其他的相关建议  81-82
结论与展望  82-84
  1 本文研究的主要结论  82-83
  2 需进一步研究的问题  83-84
致谢  84-85
参考文献  85-88
附录  88

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