剛架拱橋薄弱部位識別理論及加固技術研究.pdf

1、剛架拱橋具有構件少，節(jié)省材料，施工方便，修建成本低等諸多優(yōu)點，因此，在上世紀八十年代廣泛推廣。近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，荷載等級和交通量都成倍增加，剛架拱橋已不能滿足重載要求而出現(xiàn)病害，甚至出現(xiàn)橋梁倒塌事故。因此，研究該類橋梁破壞模式和極限承載力計算方法，進而對其加固補強已經(jīng)迫在眉睫。
　　本文以北京市懷柔區(qū)某剛架拱橋為依托。首先，通過梁單元彈性模型開展了該橋第一類穩(wěn)定屈曲特征值及其對應失穩(wěn)模態(tài)分析，研究該橋可能發(fā)生的破壞模式，

2、結構表明偏載作用下由于剛架拱橋自身整體性差、橫向剛度低及荷載橫向傳遞不均等結構特點更易出現(xiàn)由于承載力不足而引起的面內失穩(wěn)。其次，在上述研究基礎上，針對拱肋面內失穩(wěn)，利用Abaqus有限元軟件計算的結構單元重要性系數(shù)分布，并提出了橋梁結構薄弱部位的識別理論，完成了拱肋薄弱部位的識別，對該理論開展了模型試驗驗證研究;研究結果表明即結構重要性系數(shù)的局部峰值即為結構薄弱部位，薄弱部分的顯著程度與峰值大小直接相關。第三，采用壓潰理論和三維仿真模型

3、，利用Abaqus有限元軟件深入研究分析了在幾何非線性、材料非線性、不同荷載工況等因素共同作用下的剛架拱橋極限承載力計算方法，并通過該橋有限元實體單元模型及梁單元模型計算所得極限承載力進行了相互驗證。最后，結合實際剛架拱橋自身特點，通過對識別出來的剛架拱橋薄弱部位錨貼鋼板加固，并開展了加固前后橋梁極限承載力計算研究、結構重要性系數(shù)分布以及應力變形云圖等，結果表明通過對上述薄弱部位進行加固，可以有效的提高橋梁承載力，并降低結構重要性系數(shù)的