減梁增肋法加固空心板橋力學(xué)原理與工程應(yīng)用研究.pdf

1、大跨徑淺鉸縫式預(yù)應(yīng)力空心板梁橋上世紀(jì)90年代在我國(guó)多個(gè)省市均有建設(shè)，然實(shí)際使用中由于橫向連接薄弱、截面挖空率過(guò)大等缺陷而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備不足，發(fā)生橋面沿鉸縫位置開(kāi)裂和梁體腹板出現(xiàn)斜剪裂縫等病害。本文針對(duì)具有此種病害的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋提出了減梁增肋加固法，并從理論推導(dǎo)、數(shù)值分析、參數(shù)影響、模型試驗(yàn)、實(shí)橋試驗(yàn)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.推導(dǎo)了減梁增肋鉸接梁法和剛接梁法加固橋梁各施工階段空心板梁和新增肋的混

2、凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力計(jì)算方法，推導(dǎo)了正截面抗彎、斜截面抗剪、斜截面抗彎承載力計(jì)算公式，揭示了減梁增肋法的力學(xué)原理。通過(guò)公式比較可知，鉸接梁法和剛接梁法加固均可以使截面承載力提升，兩種方法提升效果相同；剛接梁法比鉸接梁法可以更好地改善舊空心板梁的應(yīng)力狀態(tài)。
　　2.基于ANSYS平臺(tái)進(jìn)行了精細(xì)化分析，總結(jié)了加固前后橋面鋪裝、舊空心板梁、新增肋等部位的應(yīng)力及撓度變化規(guī)律，結(jié)果表明：對(duì)于改善空心板梁跨中底板的應(yīng)力狀態(tài)，鉸接梁法和剛接梁

3、法加固效果相同；對(duì)于改善鉸縫部位橋面鋪裝、舊空心板梁腹板的應(yīng)力狀態(tài)，剛接梁法優(yōu)于鉸接梁法。
　　3.進(jìn)行了減梁增肋加固空心板全過(guò)程力學(xué)性能及極限承載力研究，結(jié)果表明：減梁增肋鉸接梁法和剛接梁法加固均可以有效提高橋梁縱向剛度，且剛接優(yōu)于鉸接；鉸接梁法加固對(duì)橋梁的橫向剛度沒(méi)有影響，剛接梁法加固后橋梁橫向剛度明顯增強(qiáng)。從提高橋梁極限承載力的角度來(lái)看，鉸接梁法與剛接梁法加固具有同樣的效果。
　　4．以新增肋厚度、預(yù)應(yīng)力鋼束數(shù)量、橋面

4、鋪裝厚度為關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)行了參數(shù)影響分析，結(jié)果表明:隨著新增肋寬度的增大，主梁撓度和跨中彎矩增大，梁底壓應(yīng)力儲(chǔ)備減??；隨著新增鋼絞線數(shù)量增大，舊梁的應(yīng)力明顯改善，橋梁整體剛度增加，撓度減?。浑S著橋面鋪裝厚度的增大，橋梁的橫向剛度有所提高，但結(jié)構(gòu)自重增大，梁底的壓應(yīng)力儲(chǔ)備減小。確定了減梁增肋加固法的新增肋寬度、新增預(yù)應(yīng)力鋼束面積、橋面鋪裝厚度等關(guān)鍵參數(shù)的合理取值范圍。
　　5.為檢驗(yàn)數(shù)值分析的準(zhǔn)確性，測(cè)試舊梁與新增肋間橫向連接的可靠性