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框架式肋板复合结构加固圬工拱桥方法初步研究
摘要:框架式肋板复合结构加同圬工拱桥方法是在不破坏原有板拱
结构的基础上,通过在拱腹增加纵向拱肋和横隔梁,形成纵肋和横隔梁组
成的框架式复合结构来共同受力;可依裾拱桥宽度的实际情况,增加或减
少纵向拱肋并通过桥墩、台传递至原有基础,从而充分利用原桥并发挥旧
桥的潜在承载力,提高结构的整体承载能力和整体刚度。
Abstract: The method of strengthening the masonry arch bridge
with frame-type ribbed composite structure is to form frame-type
composite structure of longitudinal rib and the transverse beam
through adding the longitudinal rib and the transverse beam in the
arch on the basis of not destroying the original arch structure.
It can increase or decrease the longitudinal arch ribs and pass
through the pier and table to the original foundation based on the
actual situation of the arch bridge width, so as to make full use
of the original bridge, play the potential capacity of the old
bridge and improve the bearing capacity and overall stiffness of
the overall structure.
关键词:框架式肋板复合结构;拱肋:横隔梁;仿真分析:承载能力;
刚度
Key words: frame-type ribbed composite structure; arch rib; transverse beam; simulation analysis: bearing capacity; stiffness
中图分类号:U445. 7文献标识码:A文章编号:1006-4311 (2017)
18-0124-02
0引言
在以往桥梁检测过程屮,发现圬工拱桥主拱圈拱腹存在不同程度的纵
桥向及横桥向裂缝,初步分析成因主要为结构在偏心力作用下不同位置截
面上缘或下缘会产生拉应力,而圬工结构抗拉能力较低所致。
1圬工拱桥病害成因分析
圬工拱桥拱腹存在不同程度的纵桥向及横桥向裂缝,主拱圈砌缝砂浆
脱落、砌石局部缺失等病害成因主耍包含以下几方面:
①横向裂缝的产生:在圬工拱桥砌筑过程中,拱轴线的设计可避免自
重产生的偏心力矩,但汽车及温度等荷载作用下,偏心力在不同位置截面
上缘或下缘会产生拉应力,而圬工结构抗拉能力较低,导致圬工拱桥横句
裂缝的出现。②纵向裂缝的产生:圬工拱桥连接主要依靠砌缝砂浆或砌石
之间设置齿缝连接,当运营时间较长时,随着砌缝砂浆强度降低及齿缝之
间的松动会导致横向连接刚度减弱,在汽车偏载作用下导致纵向开裂,同
时桥面渗水冻胀开裂也是其中一个原因。③砌缝砂浆脱落、砌石缺失:由
于圬工拱桥建设年代较早,桥面防水设置不完善,导致主拱圈受水侵蚀,
砂浆强度降低后松散、砌石局部脱落缺失。
2框架式肋板复合结构加固圬工拱桥方法仿真分析
圬工拱桥建设年代较旱,但其良好的结构受力模式使其承载能力潜力
较大,加固利用的性价比较高,目前有关圬工拱桥采用增大截面法及锚喷 法加固后组合截面承载力的计算方法,具有一定局限性,有待进一步补充 完善。在圬工拱桥加固方法的不断摸索中,在对圬工拱桥进行结构仿真分
析后提出了框架式肋板复合结构加同圬工拱桥方法,即在圬工拱桥拱腹随
拱轴线型增加纵桥向钢筋砼拱肋及多道横隔梁,通过圬工砌体良好的受压
能力及钢筋砼结构良好的受拉能力以满足当前荷载标准耍求。
2. 1仿真模型的建立
①本次仿真模型采用工程实例进行分析,前长皋桥位于辽宁省朝阳
市,全桥共计3孔,单孔净跨径为25m,上部结构为空腹式等截诎悬链线
石板拱桥,主拱圈厚度为70cm,矢跨比为1/4,拱轴系数m=2.814,建成
于1980年。②分析采用midas/Civil 2015有限元程序屮的实体単元进行,
全桥共计8. 2万个单元。考虑圬工拱桥运营36年,加固后拱脚拱腹处按
固结模拟,拱背加厚处按铰接模拟,主拱圈中孔拱脚处考虑其相邻拱圈传
递的水平变位影响。③施工阶段模拟为1
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