拱橋荷載性能及加固方法的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量的迅速增大，尤其是超重車輛的迅速增加，致使早年修建的拱橋出現(xiàn)了各種不同程度的病害，絕大多數(shù)已成為危橋。如果將其全部拆除重建，不但重建工程花費(fèi)巨大，而且嚴(yán)重影響公路的正常運(yùn)行。因此，研究拱橋的荷載性能和加固方法就顯得尤為重要。
　　本文結(jié)合工程實(shí)例，借助空間有限元程序MIDAS，在靜載試驗(yàn)基礎(chǔ)上，著重研究雙曲拱橋荷載橫向分布計(jì)算方法和加固方法。
　　在荷載橫向分布的計(jì)算方面，采用彈性支撐連續(xù)梁法、

2、橫向平面桿系有限元法、修正比擬正交異性板法和空間梁板單元法都是可行的。彈性支撐連續(xù)梁法計(jì)算的橫向分布系數(shù)與試驗(yàn)值之比在0.96～1.02之間，不考慮扭轉(zhuǎn)剛度的彈性支撐連續(xù)梁法計(jì)算的橫向分布系數(shù)更為準(zhǔn)確，比值在0.97～1.01之間。橫向平面桿系有限元法能準(zhǔn)確的反應(yīng)橋梁實(shí)際的橫向受力狀態(tài)，突破了彈性支撐連續(xù)梁法不能計(jì)算雙曲拱橋橫向聯(lián)系的弱點(diǎn)，考慮了拱肋豎向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度以及拱波的開裂，比值在0.98～1.02之間。修正比擬正交異性板法考慮

3、了雙曲拱橋邊肋和中肋剛度的不同，對邊肋和中肋的橫向分布系數(shù)進(jìn)行了修正，比值在0.93～1.02之間?？臻g梁板單元法考慮了拱波的開裂，比值在0.96～1.03之間。
　　在加固方面，不考慮拱上建筑的聯(lián)合作用，提出錨噴混凝土、粘貼鋼板-碳纖維、減輕拱上建筑恒載重量等三種加固方案。方案一增大了恒載內(nèi)力，對于公路-Ⅰ級(jí)來說，拱腳截面需要錨噴120mm混凝土，L/4截面需要錨噴80mm混凝土，拱頂截面需要錨噴60mm混凝土。方案二相當(dāng)于將拱

4、肋做成變截面拱。加固后起到了使拱頂截面“卸載”的作用，拱頂截面正彎矩減小，拱腳截面負(fù)彎矩增大。能夠充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，又不造成浪費(fèi)。方案三有效減少恒載內(nèi)力，尤其是拱肋的軸力。但還需在全拱上緣澆筑100mmC30混凝土才能使全拱承載力滿足要求。
　　研究表明，在計(jì)算橫向分布系數(shù)的四種方法中，不考慮扭轉(zhuǎn)剛度的彈性支撐連續(xù)梁法和橫向平面桿系有限元法的計(jì)算精度較高，計(jì)算過程也較為簡單，橫向平面桿系有限元法在模擬橋梁橫向受力狀態(tài)方面具有突出