北京市横向铰接桥梁破坏机理与维修加固方法研究
在改革开放的30多年的进程中,我国公路桥梁建设事业取得了举世瞩目的成就,桥梁的建设数量和建设水平已达到国际领先地位。首都北京的桥梁建设事业也在改革开放后蓬勃发展。北京市的桥梁以中小跨径桥梁为主,其中横向铰接桥梁是此类桥梁中较普遍的桥梁结构形式。然而横向铰接桥梁的铰缝结构是全桥的薄弱环节,易发生各种形式的病害,影响其对全桥荷载横向传递和变形协调的贡献,严重时将引发单板受力现象,直接威胁桥梁运营的安全性。
本文在查阅相关文献的基础上,通过对北京市高速公路桥梁、公路桥梁和城市桥梁中大量病害桥梁的基本参数、病害发生部位、病害类型、损坏程度及病害成因的调查分析,对北京市病害桥梁的总体健康状况有了全面的了解。其中,横向铰缝破损是北京市铰接桥梁典型病害之一,车辆超载问题是产生病害的主要因为。通过提取2008年北京市交通量数据、实际治超站数据以及轴重观测站数据,统计分析出北京市主要重载路线的时空特性。在此基础上,针对重载路线京深路重载交通繁忙时段的实际使用汽车活载开展通行荷载效应研究,利用MATLAB程序计算通行荷载效应及对桥梁受力的影响,提出了重载路线桥梁的设计与加固设计中的荷载取值标准。
论文依托实际工程,建立13米横向铰接预应力空心板桥的有限元模型,仿真模拟桥梁在通行荷载作用下的荷载效应并与规范车辆荷载效应进行了对比分析；通过模量折减方法模拟桥面铺装层和铰缝的损伤程度,进而分析通行荷载作用下铺装层和铰缝破损对横向铰接桥梁整体力学性能的影响,验证了超载是导致铰接桥梁破坏的主要因为。最后,通过对比分析横向铰接桥梁三种铰缝破损加固方法与加固效果,认为桥面补强层加固法效果最佳,并通过有限元数值分析验证了该方法的可靠性。
桥梁维修;横向铰接桥梁;铰缝破损;破坏机理;有限元分析;加固方法
北京建筑工程学院
硕士
结构工程
包琦玮;龙佩恒
2011
中文
U445.72
85
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）