加固后双曲拱桥有限元分析与试验研究

对一采用异型截面拱加固法加固的双曲拱桥进行有限元分析和试验研究,从理论上验证该加固方法的有效性和合理性.在总结已有研究成果的基础上,利用ANSYS分析软件中实体单位对加固后的双曲拱桥进行有限元模拟,假设新老混凝土结合面不产生滑移,且能够共同参与受力.通过计算结果与试验测量值进行对比,证明ANSYS软件中实体单元分析加固后双曲拱桥的可行性.     

空心板桥新型粗骨料UHPC铰缝抗剪性能试验

为研究空心板桥新型粗骨料超高性能混凝土(UHPC)铰缝的抗剪性能,对14个铰缝试件进行了静力抗剪试验,试验参数包括铰缝混凝土材料类型、界面处理方式、抗剪钢筋构造形式、抗剪钢筋强度等级和配筋率。分析了试件的裂缝发展过程和分布规律、破坏模式以及各试验参数对铰缝抗剪性能的影响;同时,基于铰缝典型的荷载-位移曲线分析了铰缝的抗剪机理。试验结果表明：铰缝的裂缝宽度从下至上呈现逐渐减小的规律,由于传统配筋方式上部抗剪钢筋的位置靠近顶部,导致上部抗剪钢筋在铰缝抗剪承载力极限状态时尚未屈服,对抗剪承载力的贡献小。试件破坏模式分为2种：传统铰缝的界面剪切破坏;UHPC铰缝的预制混凝土块剪切破坏。UHPC材料、界面预留槽处理方式、抗剪钢筋新配筋方式以及提高抗剪钢筋的强度等级和配筋率,均能不同程度地提升铰缝的抗剪性能。与传统铰缝相比,新型粗骨料UHPC铰缝的开裂荷载、抗剪承载力和名义抗剪刚度提升幅度分别可达42.8%、185%和218.3%。当达到抗剪承载力极限状态时,UHPC铰缝主要依靠抗剪钢筋屈服提供的剪切摩擦抗力以及预制混凝土块剪断提供的剪切抗力来抵抗外荷载。提出了UHPC铰缝开裂荷载及抗剪承载力计算公式。计算结果表明：开裂荷载、抗剪承载力试验值与计算值比值的均值分别为1.47、1.19,变异系数分别为0.05、0.12,所提出的计算公式可以较精确和稳定地预测UHPC铰缝的开裂荷载及抗剪承载力。     

洋布桥加固改造

文章分析了福建省洋布桥病害产生的原因,提出了仅从拱背上加固改造双曲拱桥的综合治理新方法,该法具有加固效果好、工期短、成本低的优点。该法在分析拱桥受力特性的基础上提出的多孔拱桥下部结构常有富裕,不必加固;重点加强拱顶、拱脚,充分利用主拱圈富裕截面的加固思路,对其他拱桥的加固改造具有一定的指导意义。     

等应力法在拱桥加固新方法中的应用

结合课题组提出的拱桥加固新方法,提出了在缺乏资料时,如何确定拱背新加钢筋混凝土厚度的方法——等应力法。文中阐述了等应力法的原理及应用方法,并结合工程实例进行了详细介绍,实例的检测结果及运营效果进一步验证了等应力法的合理性和可行性,可为以后类似拱桥的加固提供有益的参考。     

基于动态可靠性加固拱桥剩余寿命预测

采用动态可靠性基本理论,在进行随机过程分析的基础上,给出在役桥梁荷载和抗力的时变演化规律。将可靠度评估方法运用到双曲拱桥中,提出针对拱桥特征的基本假设,给出可靠性指标的计算方法和详细分析步骤,并强调计算过程中的关键技术。通过具体应用实例即东门大桥主桥的使用寿命预测,实现对加固后的拱桥寿命预测。加固后桥梁的寿命预测能够有效的检验加固方法的合理性,所采用的研究思路、方法具有较强的实用性,为同类桥梁可靠性综合评价提供理论基础。