本文關(guān)鍵詞：RC簡支T梁橋加固拓寬改造研究與應(yīng)用

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【摘要】：部分現(xiàn)役RC簡支T梁橋,因交通量激增,存在承載能力不足或通行能力不足的問題,橋梁的瓶頸效應(yīng)一定程度上制約了經(jīng)濟的發(fā)展。采用合理的加固拓寬方法進行舊橋改造,提高承載能力和通行能力,充分利用舊橋的設(shè)計使用壽命,將具有深遠的現(xiàn)實意義。本文以實際舊橋加固拓寬改造工程為依托,提出截面轉(zhuǎn)換加固和懸臂拓寬的組合改造方法。并對該方法的可行性和實效性展開研究:(1)以依托工程改造前后主梁為原型,進行縮尺模型試驗。對比加固前后模型梁在靜力荷載下的各項作用效應(yīng),并采用通用有限元程序ABAQUS進行試驗過程模擬,通過對比試驗數(shù)據(jù)和計算結(jié)果評價加固效果。對比顯示:加固后極限承載力提高71.2%,抗扭剛度提高約8倍,應(yīng)力水平在同級荷載下明顯降低,總體加固效果顯著;(2)通過模型試驗中混凝土應(yīng)變沿梁高的分布發(fā)現(xiàn),平截面假定并不能精確符合,分析原因之一即為箱形梁的剪力滯后效應(yīng)。以彈性力學(xué)變分原理為基礎(chǔ),通過假定翼緣板二次拋物線形的縱向位移差值函數(shù),推導(dǎo)了箱梁剪力滯效應(yīng)的解析理論解,并與有限元解進行對比。基于有限元方法對箱梁剪力滯效應(yīng)的主要影響因素進行了參數(shù)分析,結(jié)果表明寬跨比是影響剪力滯效應(yīng)最敏感的因素。通過提取在不同寬跨比下ANSYS空間有限元的應(yīng)力分布數(shù)據(jù),計算得到單箱多室箱梁的有效翼緣寬度系數(shù),并與現(xiàn)行橋梁規(guī)范計算值進行對比,規(guī)范值偏于保守,建議加固設(shè)計時適用;(3)確定有效翼緣寬度后,可將截面轉(zhuǎn)換加固形成的單箱多室箱梁等效簡化為工形梁�？紤]橋梁帶載加固的二次受力特征,推導(dǎo)了抗彎加固的三種破壞形態(tài)和相應(yīng)承載力計算公式。提出同時進行抗剪加固的必要性,從工程經(jīng)濟原則給出了加固設(shè)計建議;(4)最后以本文依托工程為范例,介紹了實橋加固拓寬組合改造的施工全程和重要施工工藝,施工監(jiān)測和竣工后的驗證性荷載試驗等。在缺少相關(guān)施工經(jīng)驗的情況下,可予同類工程參考借鑒。
【關(guān)鍵詞】：加固拓寬 模型試驗 數(shù)值模擬 參數(shù)分析 工程實例
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.6
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-12
• 主要符號12-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 引言13-15
• 1.2 研究背景15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 舊橋加固研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 舊橋拓寬研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.3 箱梁剪力滯后效應(yīng)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 截面轉(zhuǎn)換加固法19-21
• 1.4.1 加固方法簡介19-20
• 1.4.2 加固方法研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 本文研究內(nèi)容21-22
• 1.6 本文研究意義22
• 1.7 本章小結(jié)22-23
• 2 加固拓寬改造模型試驗與數(shù)值模擬23-45
• 2.1 引言23
• 2.2 縮尺模型試驗23-31
• 2.2.1 相似性原理概述23
• 2.2.2 模型試驗簡介23-24
• 2.2.3 模型梁制作24-26
• 2.2.4 模型梁測點布置26-29
• 2.2.5 加載制度和加載值設(shè)計29-31
• 2.3 模型試驗的數(shù)值模擬31-34
• 2.3.1 有限元基本原理簡介31-32
• 2.3.2 材料本構(gòu)關(guān)系32-34
• 2.3.3 ABAQUS數(shù)值模擬計算模型34
• 2.4 模型試驗與數(shù)值模擬結(jié)論分析34-44
• 2.4.1 模型梁自振頻率對比分析34-35
• 2.4.2 平截面假定驗證35-36
• 2.4.3 混凝土和鋼筋應(yīng)變對比分析36-40
• 2.4.4 跨中扭轉(zhuǎn)角和撓度對比分析40-42
• 2.4.5 裂縫和極限承載力分析42-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 3 單箱多室箱梁剪力滯后效應(yīng)分析45-71
• 3.1 引言45
• 3.2 剪力滯后效應(yīng)概述45-46
• 3.3 單箱多室箱梁剪力滯后效應(yīng)的解析理論法46-58
• 3.3.1 基本假定46-48
• 3.3.2 常見靜力邊界條件48
• 3.3.3 控制方程的推導(dǎo)與求解48-54
• 3.3.4 實例驗證54-58
• 3.4 單箱多室箱梁剪力滯后效應(yīng)影響參數(shù)分析58-67
• 3.4.1 寬跨比分析58-60
• 3.4.2 寬高比分析60-61
• 3.4.3 腹板厚度分析61-62
• 3.4.4 底板厚度分析62-64
• 3.4.5 懸臂長度分析64-65
• 3.4.6 荷載作用類型分析65-67
• 3.5 箱梁有效翼緣寬度67-69
• 3.6 本章小結(jié)69-71
• 4 RC簡支T梁橋截面轉(zhuǎn)換加固設(shè)計建議71-85
• 4.1 引言71
• 4.2 加固設(shè)計基本理論71-74
• 4.2.1 基本原則71
• 4.2.2 基本假定71-73
• 4.2.3 帶載加固的二次受力概述73-74
• 4.3 正截面抗彎承載力加固設(shè)計分析74-82
• 4.3.1 初始荷載下的應(yīng)變計算74-75
• 4.3.2 極限狀態(tài)界定與承載力計算75-80
• 4.3.3 正截面抗彎加固設(shè)計80-81
• 4.3.4 容許應(yīng)力校核81-82
• 4.4 斜截面抗剪加固分析82-84
• 4.5 本章小結(jié)84-85
• 5 加固拓寬改造工程實例85-99
• 5.1 工程概況85-86
• 5.2 原橋病害分析與處理辦法86-88
• 5.3 加固拓寬改造深化設(shè)計和施工88-94
• 5.3.1 加固拓寬改造施工過程88-90
• 5.3.2 加固拓寬改造施工監(jiān)測90-92
• 5.3.3 橋面整體頂升換支座92-94
• 5.4 竣工驗收荷載試驗94-98
• 5.4.1 荷載試驗概況和方案94-96
• 5.4.2 荷載試驗結(jié)果分析和結(jié)論96-98
• 5.5 本章小結(jié)98-99
• 6 結(jié)論與展望99-101
• 6.1 本文主要結(jié)論99-100
• 6.2 預(yù)期研究與展望100-101
• 致謝101-103
• 參考文獻103-107

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