某混凝土拱橋加固工程優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、本文以紅水河大橋為研究對象,針對該橋存在的橋面板底部開裂、主拱圈出現(xiàn)徑向裂縫、波頂縱向縫、蓋梁和底梁底部裂縫等病害,對這些病害提出多種加固方案,通過計算分析來對加固方案進行比選和優(yōu)化,進而提出一個較為合理的加固方法,使其既能滿足承載能力的需求,又能使加固更加經(jīng)濟合理。
　　(1)本文首先對本橋存在的病害進行病因分析,為進一步提出合理的加固方法提供依據(jù)。
　　(2)針對本橋橋面板底部出現(xiàn)裂縫,提出采用粘貼鋼板法和碳纖維布法來對

2、橋面板進行補強處理,并對這兩種方法進行承載能力計算和經(jīng)濟適用性比較。通過計算,當采用這兩種方法使橋面板的跨中達到相同的抗彎能力時,其采用粘貼碳纖維布的經(jīng)濟性能要好一些;但通過對其斜截面抗剪能力進行計算時發(fā)現(xiàn),底部采用粘貼鋼板法比采用粘貼碳纖維布法能更好的提高其抗剪能力。因此選用粘貼鋼板法對橋面板進行加固。
　　(3)針對本橋主拱圈出現(xiàn)徑向裂縫,兩邊箱型拱肋板出現(xiàn)混凝土開裂、脫落及露筋等病害以及橫向聯(lián)系梁出現(xiàn)開裂。提出對本橋主拱圈和

3、橫向聯(lián)系的加固方法,橫向聯(lián)系采用粘貼鋼板法,在橫向聯(lián)系梁和拱肋開裂處加固使其剛性連接。主拱圈的加固方法根據(jù)設(shè)計方案采用兩邊箱型拱肋進行粘貼鋼板法和粘貼碳纖維布法。通過對本橋加固后的靜力分析和移動荷載時程分析,采用粘貼鋼板法比采用粘貼碳纖維布的主拱圈跨中撓度和橋梁縱向的應(yīng)力水平較小;而對其進行模態(tài)分析和屈曲穩(wěn)定性分析表明,粘貼鋼板加固后對結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性的提升要高于采用粘貼碳纖維布法,基于以上分析最終采用粘貼鋼板法來對本橋的主拱圈進行加固

4、。
　　(4)針對以上分析,在上面方案基礎(chǔ)上對其橫向聯(lián)系梁的加固進行優(yōu)化研究,優(yōu)化采用兩種方案來進行:一是只對部分橫向聯(lián)系梁進行加固;二是根據(jù)一方案的計算結(jié)果來進行更進一步的優(yōu)化研究,不對橫向聯(lián)系梁進行加固。通過對兩種方案的靜力和動力分析表明:當只對部分橫向聯(lián)系梁進行加固時,結(jié)構(gòu)在靜力分析時,拱橋跨中的撓度和縱向應(yīng)力與原設(shè)計計算值差別很小;動力分析時,結(jié)構(gòu)的基頻和穩(wěn)定性系數(shù)分別降低了11％和17%。當不對橫向聯(lián)系梁進行加固時:結(jié)構(gòu)