双曲拱桥病害分析的加固处理及研究.pdf

摘 要 双曲拱桥结构作为一种施工简便，造价低廉的桥型曾在我国桥梁建设史上留 下重要的一页。但是，随着经济的发展，交通流量和车辆载重的增加，此类桥梁 结构整体性差，设计荷载标准偏低、钢筋用量偏少的缺点突出，已不适应当今交 通发展的需要。本文通过对既有双曲拱桥的现场勘查，试验研究和有限元分析， 对全桥总体技术状况等级评定，并根据试验结果和计算分析成果对比，判断桥梁 在正常使用状态和承载力极限状态下的整体性能，提出合理的桥梁加固方案，有 效延长桥梁的使用寿命。论文主要工作如下： (1)从多角度分析桥梁结构损伤的原因。针对双曲拱桥存在的常见病害： 主拱圈病害，拱上建筑病害，墩台与基础病害，桥面系及附属结构病害，从宏观 角度分析了混凝土桥梁结构损伤及其原因，为该类型桥梁病害调查和损伤评价提 供依据。 (2)结合茭河口大桥试验研究的工程实例，通过对大桥现场勘查，复核本 桥的结构尺寸，调查构件材料强度，裂缝分布情况，了解桥梁病害现状，运用《公 路桥涵养护规范》(JTGH1卜2004)对本桥进行技术状况评定。 (3)通过承载力计算，荷载试验以及有限元分析，可知拱顶截面的承载能 力满足公路一II级荷载的通行要求；拱脚截面的承载能力无法满足公路一II级荷 载的通行要求，需要进行加固处理；拱顶测点的应力实测值与计算值较为接近， 说明理论计算所采用的计算模型正确，该桥在试验荷载作用下第一跨仍处于弹性 阶段，第二跨已进入非弹性阶段；挠度实测值均小于理论计算值，试验荷载作用 下结构整体受力性能较好，但安全储备并不是富余。 (4)动载试验表明，虽然模态试验的一阶频率实测值与理论值比较接近， 但是实际结构的桥面破损严重，车辆通过桥梁时，冲击作用显著，横、竖两个方 向的振动均较大，振感明显，说明整体性储备较低。 (5)通过静动载试验分析，对本桥主拱圈和实腹段、横系梁、拱上立柱和 立柱盖梁、腹拱圈、桥面等部位进行加固处理，保证桥梁在正常使用和承载力极 限状态下的安全。 关键词 双曲拱桥，加固改造，动静载试验，有限元分析 ABSTRACT doublecurvedarch an roleinthe The bridgeplaysimportant history of economic volume construction．But，with bridge development，traffic andvehicleloadincreased．Thedoublecurvedarch bridge’Sshortcomings which structural and werelow inadequate designload，poor integrity reinforcement itcouldn’tmeet traffic appearedobviously．So today’S technicalconditionofthe this total existing requirements．Inpaperthe doublecurvedarch wasassessed and bridge by finiteelement whole was