預應力折線形鉸接鋼拱加固拱橋設計參數(shù)優(yōu)化研究
發(fā)布時間：2021-08-07 05:23
拱橋結構是公路交通的重要組成部分,拱橋病害診治與加固對提升路網(wǎng)運輸能力、社會運行效率具有重要作用。拱橋加固技術分為被動加固與預應力主動加固兩類,加固設計必須考慮分階段受力,預應力主動加固對新舊結構共同受力、減少應變滯后、提高材料利用效率等有重要意義,開展預應力折線形鉸接鋼拱加固拱橋設計參數(shù)優(yōu)化研究對實現(xiàn)拱橋預應力加固可設計具有重要理論意義與工程價值。本文以拱橋加固參數(shù)試驗研究為基礎,結合大量有限元分析統(tǒng)計,對預應力折線形鉸接鋼拱加固技術,從加固效果評價指標與加固設計參數(shù)兩個方面進行了定性與定量研究,主要研究內(nèi)容包括:（1）預應力折線形鉸接鋼拱主要從改善主拱圈壓力線與拱軸線重合程度、恒載下主拱圈預變形等角度實現(xiàn)拱橋加固,加固過程對主拱圈卸載,從而主動閉合主拱圈結構性裂縫,充分利用主拱圈自身承載潛力,提高拱橋承載能力,因此該加固技術特別適用于成橋線形不佳、再次加固或需臨時超載通行的拱橋。（2）結合拱橋加固受力特點,基于加固目的與約束條件,進行了大量有限元計算,推導、分析了控制截面關鍵指標、彎曲應變能、偏心距積分面積、最大偏心距、控制截面撓曲回升效率等拱橋加固效果評價指標與加固設計主要參數(shù)關...
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數(shù)】：95 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
模型主拱圈彎矩分析
(c)澆筑立面 (d)澆筑立柱圖 4.8 支模、綁扎鋼筋與澆筑混凝土通過鐵絲拉結固定兩側木模，避免澆筑過程模板變形，澆筑順序為拱座、拱圈、立柱。首先澆筑拱座混凝土，在其初凝前，澆筑拱圈混凝土以使拱圈與拱座固接成無鉸拱，待拱圈混凝土初凝完成，安裝立柱剩余側模并澆筑立柱混凝土，同時制作三個立方體試件作為依據(jù)判定混凝土強度，模型混凝土灑水養(yǎng)護至設計抗壓強度。澆筑拱座混凝土前，從結構實驗室地板預留孔洞上穿直徑 50mm PVC管道作為精軋螺紋鋼筋預留孔道（圖 d）。
(c)混凝土試塊抗壓測試 (d)敲除試塊側面殘渣圖 4.9 拱橋拆模與試塊抗壓實驗養(yǎng)護五天后拆除模板，測量拱橋各部位尺寸。立方體試件經(jīng)養(yǎng)護 28d 后測定其抗壓強度，試驗前，標記試件并測量試塊重量，試塊均重 8.24kg，推算混凝土容重為 2441.48kgf/m3，實驗流程與計算方法參照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081-2002[54]。使用試塊較光滑兩個面（試件成型時側面）作為承壓面，加載速度為 15KN/s，后期加載速度降低至 3KN/s，試件破壞荷載分別為 724.23 KN、737 KN、762.93 KN，相應抗壓強度分別為 32.188MPa、32.76MPa、33.91MPa，算數(shù)平均值 32.95MPa，最大值與中間值差不超過中間值的 15%。由于夏季溫度較高，孔隙水蒸發(fā)速度較快致水泥水化不充分，圖（c）示破壞時試塊一棱角表皮開裂，表皮脆性很大，易脫落。圖（d）顯示破裂面孔隙明顯，粒徑較大的粗骨料斷面方向與壓應力一致，表明試塊內(nèi)部裂縫發(fā)育，但水泥與粗骨料結合良好。按《混凝土強度檢查評定標準》GB 50107-2010[55]評定該混凝土強
【參考文獻】：
期刊論文
[1]橋梁結構預應力損失試驗研究[J]. 王向陽,呂攀,王杰. 公路. 2015(06)
[2]預應力碳纖維板加固鋼筋混凝土梁預應力損失試驗研究[J]. 黃金林,黃培彥,鄭小紅. 建筑結構學報. 2015(01)
[3]圬工拱橋加固效果合理評價模式[J]. 周磊,韓振中,周建庭. 公路. 2014(12)
[4]體外預應力加固鋼筋混凝土拱橋關鍵技術研究[J]. 陳增順,周建庭,張承,劉思孟,宋軍. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2013(S1)
[5]拱橋的起源與石拱橋的發(fā)展[J]. 徐勇. 世界橋梁. 2013(03)
[6]鋼筋混凝土拱橋體外預應力加固試驗[J]. 丁瑋,向中富. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2013(01)
[7]基于組合截面分析的拱橋加固效果評價[J]. 黃燦,劉思孟,周建庭,周磊,吳恒. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2012(03)
[8]“十二五”公路養(yǎng)護管理發(fā)展綱要[J]. 中國公路. 2011(20)
[9]復合主拱圈加固石拱橋力學性態(tài)分析[J]. 周建庭,黎小剛,屈建強,韓雪,徐正強. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2010(06)
[10]基于能量法的系桿拱橋最優(yōu)吊桿內(nèi)力的確定[J]. 劉釗. 工程力學. 2009(08)
碩士論文
[1]預應力折線形鉸接鋼拱加固拱橋技術研究[D]. 喬奮義.重慶交通大學 2014
[2]主拱圈體外預應力加固試驗研究[D]. 魏麗東.重慶交通大學 2012
本文編號：3327167
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數(shù)】：95 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
模型主拱圈彎矩分析
(c)澆筑立面 (d)澆筑立柱圖 4.8 支模、綁扎鋼筋與澆筑混凝土通過鐵絲拉結固定兩側木模，避免澆筑過程模板變形，澆筑順序為拱座、拱圈、立柱。首先澆筑拱座混凝土，在其初凝前，澆筑拱圈混凝土以使拱圈與拱座固接成無鉸拱，待拱圈混凝土初凝完成，安裝立柱剩余側模并澆筑立柱混凝土，同時制作三個立方體試件作為依據(jù)判定混凝土強度，模型混凝土灑水養(yǎng)護至設計抗壓強度。澆筑拱座混凝土前，從結構實驗室地板預留孔洞上穿直徑 50mm PVC管道作為精軋螺紋鋼筋預留孔道（圖 d）。
(c)混凝土試塊抗壓測試 (d)敲除試塊側面殘渣圖 4.9 拱橋拆模與試塊抗壓實驗養(yǎng)護五天后拆除模板，測量拱橋各部位尺寸。立方體試件經(jīng)養(yǎng)護 28d 后測定其抗壓強度，試驗前，標記試件并測量試塊重量，試塊均重 8.24kg，推算混凝土容重為 2441.48kgf/m3，實驗流程與計算方法參照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》GB/T 50081-2002[54]。使用試塊較光滑兩個面（試件成型時側面）作為承壓面，加載速度為 15KN/s，后期加載速度降低至 3KN/s，試件破壞荷載分別為 724.23 KN、737 KN、762.93 KN，相應抗壓強度分別為 32.188MPa、32.76MPa、33.91MPa，算數(shù)平均值 32.95MPa，最大值與中間值差不超過中間值的 15%。由于夏季溫度較高，孔隙水蒸發(fā)速度較快致水泥水化不充分，圖（c）示破壞時試塊一棱角表皮開裂，表皮脆性很大，易脫落。圖（d）顯示破裂面孔隙明顯，粒徑較大的粗骨料斷面方向與壓應力一致，表明試塊內(nèi)部裂縫發(fā)育，但水泥與粗骨料結合良好。按《混凝土強度檢查評定標準》GB 50107-2010[55]評定該混凝土強
【參考文獻】：
期刊論文
[1]橋梁結構預應力損失試驗研究[J]. 王向陽,呂攀,王杰. 公路. 2015(06)
[2]預應力碳纖維板加固鋼筋混凝土梁預應力損失試驗研究[J]. 黃金林,黃培彥,鄭小紅. 建筑結構學報. 2015(01)
[3]圬工拱橋加固效果合理評價模式[J]. 周磊,韓振中,周建庭. 公路. 2014(12)
[4]體外預應力加固鋼筋混凝土拱橋關鍵技術研究[J]. 陳增順,周建庭,張承,劉思孟,宋軍. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2013(S1)
[5]拱橋的起源與石拱橋的發(fā)展[J]. 徐勇. 世界橋梁. 2013(03)
[6]鋼筋混凝土拱橋體外預應力加固試驗[J]. 丁瑋,向中富. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2013(01)
[7]基于組合截面分析的拱橋加固效果評價[J]. 黃燦,劉思孟,周建庭,周磊,吳恒. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2012(03)
[8]“十二五”公路養(yǎng)護管理發(fā)展綱要[J]. 中國公路. 2011(20)
[9]復合主拱圈加固石拱橋力學性態(tài)分析[J]. 周建庭,黎小剛,屈建強,韓雪,徐正強. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2010(06)
[10]基于能量法的系桿拱橋最優(yōu)吊桿內(nèi)力的確定[J]. 劉釗. 工程力學. 2009(08)
碩士論文
[1]預應力折線形鉸接鋼拱加固拱橋技術研究[D]. 喬奮義.重慶交通大學 2014
[2]主拱圈體外預應力加固試驗研究[D]. 魏麗東.重慶交通大學 2012
本文編號：3327167
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