【摘要】：石拱橋結(jié)構(gòu)因兼具節(jié)省鋼筋混凝土材料、受力合理、空間利用率高及外形美觀等優(yōu)點,在我國被廣泛采用,為我國交通運輸事業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。隨著我國交通運輸?shù)目焖侔l(fā)展,車輛超限超載的現(xiàn)象愈演愈烈,導(dǎo)致許多早期修建的石拱橋出現(xiàn)病害,病害使橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用受到影響,并對橋梁的運營安全造成威脅,影響了我國交通運輸?shù)陌l(fā)展。我國危舊石拱橋不僅數(shù)量眾多,而且分布廣泛,拆除重建則耗資過大,并且多數(shù)道路因修建臨時便道困難需中斷交通;然而石拱橋修建處往往地勢崎嶇,多為交通樞紐,中斷交通會對交通運營產(chǎn)生極大的影響。在中斷交通困難的情況下,采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)加固補(bǔ)強(qiáng)承載能力不足的石拱橋,恢復(fù)或提高橋梁的承載能力、延長其使用壽命,既能節(jié)省大量資金,還能消除交通安全隱患,社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。目前常用的石拱橋加固方法很多,每種加固方法都各有所長,也各有其缺點,特別是圬工材料與加固材料(纖維布,鋼板)的溫縮模量差異大,使其溫縮變形狀態(tài)不同步,影響結(jié)構(gòu)加固后的耐久性;為提高結(jié)構(gòu)承載力,當(dāng)前加固方法中采用的高強(qiáng)材料多為鋼材,但由于其容易生銹與腐蝕,不僅增加了自重,還增加了養(yǎng)護(hù)費用;且多數(shù)情況下仍需中斷交通,不經(jīng)濟(jì)且社會影響大。所以,采用一種使用耐腐蝕、高強(qiáng)輕質(zhì)材料,且施工方便、經(jīng)濟(jì)、對交通運輸影響不大的加固方法顯得尤為重要。近幾年來,在歐美、日韓等發(fā)達(dá)國家,碳纖維棒在橋梁加固中的應(yīng)用技術(shù)得到了相關(guān)專業(yè)人員的深入研究,而美國土木工程學(xué)會對其相關(guān)技術(shù)指南的制定,又為碳纖維棒加固橋梁技術(shù)提供了技術(shù)指導(dǎo)。本文以碳纖維棒方法加固鋪子港橋為工程背景,考慮到我國石拱橋加固技術(shù)的實際情況,參考國內(nèi)外碳纖維棒加固橋梁技術(shù)的研究成果,從碳纖維棒加固石拱橋的理論分析出發(fā),探討石拱橋加固結(jié)構(gòu)的受力特點,并考慮結(jié)構(gòu)“二次受力”特點計算結(jié)合面的應(yīng)力情況及成橋階段的受力情況,找出石拱橋加固后承載能力的計算方法,結(jié)合加固組合結(jié)構(gòu)的有限元分析,對鋪子港橋進(jìn)行碳纖維棒的加固計算,并就施工工藝的技術(shù)要點進(jìn)行了闡明,最后用基于剛度的拱橋加固效果評價方法和基于動力特性的拱橋加固效果評價方法對加固前和采用了兩種加固方法的加固后的鋪子港橋進(jìn)行效果評價。
【圖文】：

內(nèi)完成加固工程，加固施工材料用量少；工藝簡單，只需對原有結(jié)構(gòu)物（主拱圈）的表面進(jìn)結(jié)劑將鋼板與之粘結(jié)成整體；工的過程中，對橋梁正常交通影響較�。挥嫎�(gòu)造靈活設(shè)置粘鋼加固部位與大小。缺點：作過程中，加壓成型難度較大。面處理的時候，螺栓孔面積較大，對主拱圈的損傷經(jīng)常維修保護(hù)，防腐處理搭支架刷漆，工程量大；石砂漿的線膨脹系數(shù)、彈性模量不同，，兩種材料會

應(yīng)根據(jù)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面的具體情況，對碳纖維加固時的結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的方式對原結(jié)構(gòu)混凝土表面進(jìn)行處理：（1） 若有蜂窩、剝落、腐蝕、空洞等劣化現(xiàn)象出現(xiàn)在混凝土表面，應(yīng)剔除其損壞部位，若劣化層出現(xiàn)較大的面積，則在將其剔除后，還要對其中已生銹的鋼筋除銹，然后采用高強(qiáng)聚合物砂漿填補(bǔ)修復(fù)[24]；（2） 混凝土表面裂縫應(yīng)該按照（GB50367-2006）《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于裂縫修補(bǔ)技術(shù)的說明，并根據(jù)開裂構(gòu)件所處環(huán)境與裂縫的性質(zhì)得到相應(yīng)處理；（3） 將原結(jié)構(gòu)混凝土表面的油污、浮漿等雜質(zhì)用砂紙或砂輪、混凝土角磨機(jī)等工具削除掉，然后打磨平整構(gòu)件基面的混凝土，尤其要磨平構(gòu)件表面的凸出部位，并對混凝土構(gòu)件加固部位進(jìn)行鑿毛；（4） 按圖紙對碳纖維棒的錨固孔用電錘鉆進(jìn)行鉆孔施工；碳纖維棒加固剖面圖及安裝立面圖如下所示：
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U445.72

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本文編號：2564485