城市鋼管混凝土拱橋加固技術(shù)研究.pdf

1、鋼管混凝土拱橋擁有良好的美學(xué)藝術(shù)，極高的承載力，施工效率高，施工成本相對(duì)較低，因此在城市里得到了廣泛應(yīng)用。但是由于理論研究滯后于工程實(shí)踐，早期建造的鋼管混凝土拱橋大多出現(xiàn)了嚴(yán)重的病害，需要加固維修。本文基于瀘州市沱江三橋（龍西大橋）的加固設(shè)計(jì)項(xiàng)目，研究了城市鋼管混凝土拱橋加固維修的主要關(guān)鍵技術(shù)措施及BIM/BrIM新技術(shù)的應(yīng)用方法。
　　首先，研究中以同類(lèi)型橋梁加固工作為基礎(chǔ)，針對(duì)龍西大橋整體性及動(dòng)力性不足問(wèn)題提出了五種加固設(shè)計(jì)方

2、案。然后建立Midas Civil有限元模型以確定適合增強(qiáng)龍西橋整體性的加固方案，并通過(guò)Midas Civil有限元模型分析驗(yàn)證了采用的橋面系體系轉(zhuǎn)換方案可以有效抑制吊桿振動(dòng)出現(xiàn)在低階模態(tài)，使拱肋混凝土應(yīng)力變化在1MPa內(nèi);然后對(duì)比分析驗(yàn)證加固前后的動(dòng)力地震響應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)僅地震波作用下主拱上下肋內(nèi)力變化超過(guò)20％，但組合作用下橋梁地震內(nèi)力最大僅13.54％提高，不會(huì)造成有不利影響。
　　第二，針對(duì)龍西大橋存在拱肋混凝土脫空的病害，

3、通過(guò)建立ANSYS主跨有限元模型分析，具體研究了不同脫空率(0、5％、10％、15％、20％)和不同脫空類(lèi)型（整體脫空、局部脫空）對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能和整體剛度的影響。研究發(fā)現(xiàn):脫空病害雖然對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能影響有限，但是整體脫空對(duì)整體剛度有10％的劣化影響，應(yīng)進(jìn)行有效加固防止整體脫空出現(xiàn)。
　　第三，針對(duì)龍西大橋拱座局部開(kāi)裂病害，分析粘貼鋼板加固和粘貼碳纖維加固兩類(lèi)不同材料的加固效果，確定了粘貼一層2cm鋼板的加固方案或粘貼兩層碳纖維布

4、的加固方案可行。加固前考慮對(duì)荷載完全卸載至不可卸恒載，拱座絕大部分應(yīng)力為-0.26～0.7MPa;加固后考慮活載放大1.3倍，拱座絕大部分應(yīng)力為-5.4～0MPa。
　　最后針對(duì)橋梁運(yùn)維信息龐大復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)調(diào)閱信息困難的問(wèn)題，利用Solidworks與Revit參數(shù)化建模拼裝建立了沱江三橋加固設(shè)計(jì)的BIM/BrIM模型，以文件集成的方式將運(yùn)營(yíng)加固階段的數(shù)據(jù)信息集成到BIM/BrIM模型中。依靠BIM技術(shù)中的BIM模型實(shí)現(xiàn)了加固設(shè)計(jì)中