本文關鍵詞：超載運營對大跨度鋼筋混凝土桁架拱橋安全性能影響研究

  更多相關文章： 既有鋼筋混凝土桁架拱橋 超載運營 抗力衰減 荷載效應 可靠度指標

【摘要】：鋼筋混凝土桁架拱橋是一種具有水平推力的拱型桁架橋,它不僅具有桁架橋自重輕、節(jié)省材料的特點,而且還有拱橋結構受力合理的特點,適用于軟地基,在上世紀年代在我國各省市地區(qū)得到了廣泛的應用,成為公路及農(nóng)橋的重要橋型之一,為當時交通和社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了重大貢獻。然而隨著交通量的增長,車流密度及車輛載重的大幅增加,昔日建造的相當一部分桁架拱橋出現(xiàn)了不同程度的病害,承載力明顯下降,已經(jīng)不能滿足使用要求甚至威脅運營安全,因此對既有鋼筋混凝土桁架拱橋進行安全性能影響研究,合理評估既有鋼筋混凝土桁架拱橋的安全性,已經(jīng)成為刻不容緩的問題,但目前超載運營下鋼筋混凝土桁架拱橋可靠度方面的研究不多,這正是本文研究的出發(fā)點。本文以甘肅省定隴公路轉體橋為工程背景,基于“隨機可靠度”相關理論和方法對既有鋼筋混凝土桁架拱橋在超載運營下的安全性能進行研究,研究的主要內(nèi)容和結果如下:比較了新舊橋梁規(guī)范中汽車荷載和沖擊系數(shù)取值的差異,推導了考慮橋面不平整度影響的沖擊系數(shù)的計算公式,論述了汽車的超載和橋梁的限載標準;采用個正態(tài)概率密度函數(shù)的組合來反映車輛荷載多峰分布的特點,采用分段分布的概率密度函數(shù)來反映車輛荷載的總體情況和尾部的重車情況,并建立了實測的車輛荷載模型。選取了幾種常用的橋梁結構形式(斜拉橋、剛架拱橋、連續(xù)剛構橋、連續(xù)梁橋、簡支梁橋)對汽車級荷載和實測車輛荷載作用下的荷載效應值進行了對比,得出不同結構形式的橋梁實測的車輛荷載效應值均為汽車級荷載效應值的倍左右。從結構體系、構件、連接和附屬設施四個方面描述了桁架拱橋的病害,分析了超載運營對橋面系、行車道板及其他主要受力構件的危害;在對混凝土劣化、鋼筋銹蝕和混凝土與鋼筋之間粘結力隨時間變化研究的基礎上,建立了結構的抗力衰減概率模型。基于以上研究成果,本文運用基于可靠度理論的驗算點法對一座超載下的鋼筋混凝土桁架拱橋在不考慮超載運營和考慮超載運營兩種情況下的安全性能進行了研究,介紹了針對定隴公路橋的病害所采用的主要加固方法,并對加固前后行車道板的抗力和可靠性指標進行了對比分析,得出加固后結構安全可靠,抗力提高明顯。
【關鍵詞】：既有鋼筋混凝土桁架拱橋 超載運營 抗力衰減 荷載效應 可靠度指標
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441.2;U445.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 概述9-12
• 1.1.1 橋梁事故9-10
• 1.1.2 啟示10-12
• 1.2 本文研究目的及意義12
• 1.3 橋梁安全性研究現(xiàn)狀及存在問題12-14
• 1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 存在問題14
• 1.4 本文工程背景及研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 超載運營下既有橋梁結構的荷載模型16-39
• 2.1 新舊規(guī)范中汽車荷載16-21
• 2.1.1 新舊規(guī)范中的汽車荷載的比較16-17
• 2.1.2 新舊規(guī)范中沖擊系數(shù)的比較17-18
• 2.1.3 考慮橋面不平整度的沖擊系數(shù)的取值18-21
• 2.2 橋梁超載21-23
• 2.2.1 超載與超限的區(qū)別21-22
• 2.2.2 橋梁限載22-23
• 2.3 超載運營下汽車荷載模型23-39
• 2.3.1 常用隨機過程概率模型23-27
• 2.3.2 超載運營下的車輛荷載概率模型27-37
• 2.3.3 車輛荷載模型擬定37-39
• 3 超載運營狀態(tài)下鋼筋混凝土桁架拱橋抗力模型研究39-49
• 3.1 鋼筋混凝土桁架拱橋主要病害39-41
• 3.2 超載運營對鋼筋混凝土桁架拱橋的危害分析41-43
• 3.2.1 超載對橋面系的危害41-42
• 3.2.2 超載對行車道板的危害42-43
• 3.2.3 超載對主要受力構件的危害43
• 3.3 既有鋼筋混凝土結構的抗力模型43-49
• 3.3.1 混凝土劣化模型43-44
• 3.3.2 鋼筋銹蝕的計算模型44-46
• 3.3.3 混凝土與鋼筋之間粘結力的變化46-47
• 3.3.4 抗力概率模型47-49
• 4 超載運營下汽車荷載效應概率模型49-55
• 4.1 新舊規(guī)范中汽車荷載效應值比較49-50
• 4.2 實測車輛荷載與橋梁設計荷載效應值比較50-51
• 4.3 橋梁恒載效應概率模型51-52
• 4.4 超載運營下汽車荷載效應概率模型52-55
• 4.4.1 影響線加載計算荷載效應值52-53
• 4.4.2 超載下汽車荷載效應的概率模型53-54
• 4.4.3 評估基準期內(nèi)汽車荷載效應的最大值分布54-55
• 5 超載運營對鋼筋混凝土桁架拱橋安全性影響分析55-81
• 5.1 基于可靠性理論的分析方法（驗算點法）55-57
• 5.2 橋梁基本概況57-59
• 5.3 結構承載力計算59-67
• 5.3.1 活載影響修正系數(shù)ξ_q59-62
• 5.3.2 結構承載力計算62-67
• 5.4 超載對既有鋼筋混凝土桁架拱橋安全性影響分析67-75
• 5.4.1 荷載效應計算67-69
• 5.4.2 抗力計算69-70
• 5.4.3 正常運營下結構可靠性指標計算70-72
• 5.4.4 超載運營下結構可靠性指標計算72-75
• 5.5 超載對加固后鋼筋混凝土桁架拱橋安全性影響分析75-81
• 5.5.1 定隴公路轉體2#橋的主要維修加固方法75-77
• 5.5.2 加固后控制截面承載能力計算77-78
• 5.5.3 加固后行車道板可靠性指標計算78-81
• 6 結論與展望81-83
• 6.1 結論81-82
• 6.2 進一步需要研究的問題82-83
• 致謝83-84
• 參考 文獻84-86
• 攻讀學位期間的研究成果86

【參考文獻】

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本文編號：763320