桁架拱桥“释能法”加固技术的研究.pdf

摘要桁架拱桥是一种具有水平推力的桁式拱形桥,是拱桥的一种形式。以其相对于其他桥型具有自重轻、施工简单、造价低廉等突出优点,近些年来得到迅速的发展。但是在桁架拱桥的使用、推广过程中发现,已建成的桁架拱桥在下弦杆拱脚处出现横向裂缝和弦杆端部节点出现裂缝,特别近10年来交通量大而且超载车辆比例大,造成桁架竖向变形量大,使横向联系的梁、杆、板出现竖向裂缝, 甚至断裂。尤其是近年来越来越多的桁架拱桥进入危桥的行列,多数己控制交通, 影响了当地交通运输的发展。可见,及时地对这类病危桁架拱桥进行加固维修己到了刻不容缓的地步。然而,就目前传统的旧桥加固与维修方法对桁架拱桥来说, 多数情况下所起的作用是相当有限的,且在桁架拱桥加固方法的研究方面,成果寥寥无几。随着“释能法"加固技术的深入研究和在多座桥梁的加固当中成功的运用, “释能法”加固技术越来越被人们所认可。因此,对桁架拱桥“释能法”加固技术进行研究具有重要的意义。作者首先依据设计施工图纸,利用采用MIDAS/,建立贵州省牛鼻溪大桥平面有限元模型,模拟其施工过程,并进行恒载、活载及荷载组合作用下的静力分析,得出桁架拱桥病害和缺陷产生的主要原因是桥型体系本身存在先天缺陷,过分追求技术指标的经济性,致使很多情况下桥垮结构局部构件强度不能满足设计要求,安全储备较低,结构耐久性较差。接着本文通过对传统桁架拱桥加固方法的思考,结合“释能法’’加固拱桥的力学原理以及桁架拱桥主要病害和缺陷产生的原因,提出了加固桁架拱桥必须从改变桥型结构入手,进行体系转换,向传统拱桥回归的“释能法’’加固思路和方案,并分析了桁架拱桥采用“释能法”加固的可行性。然后作者对桁架拱桥“释能法”加固后计算模式和计算方法进行了分析,提出了桁架拱桥“释能法”加固后合适的计算模型、方法及原则,并对其加固技术途径和施工工艺进行了分析。论文最后以牛鼻溪大桥为加固应用实例,建立“释能法”加固后牛鼻溪大桥的平面及实体有限元模型,并对其静力及动力性能进行分析。同时为了评估牛鼻溪大桥的加固效果,明确桥梁的实际承载能力,保证桥梁的正常运营的安全,为大桥的运营管理提供技术依据,贵州省公路局委托上海同济建设工程质量检测站和贵州路达公路试验检测技术有限责任公司对加固后的牛鼻溪桥的承载能力进行了评估。在进行的牛鼻溪大桥的静载试验中,根据静载试验效率的要求及主要控制截面的设计内力,得出:牛鼻溪大桥采用“释能法"加固后能够满足公路一 II级的强度要求,且安全储备较大:主拱圈的刚度能够满足加固设计要求,结构的实际抗力大于设计要求与理论计算值:各控制荷载卸载后的结构相对残余应变和相对残余挠度均满足规程要求。这些加固后桥梁性能的提高再一次证明了桁架拱桥“释能法”加固是可行的。关键词:桁架拱桥;释能法;体系转换;静力性能:模态分析 ABSTRACT The trussed archbridge is allarchbridge with thelevel trust pared with othertraditional truss bridge,it islight weight and cost less,as well asbenefits, SO ithaddeveloped rapidly ,the use oftrussed archbridge to promote theprocess discovered thatthetrussed archbridge has been built atthefoot lower boom with horizontal cracks and appeared rod tip chord nodes cracks, Especially inthepast 0years,traffic volume and theproportion oflarge vehicles are arising,SO itisthereason that truss verticaldeformation of alarge amount of contact and thebeam horizontal,rod,plate verticalcracks appear,and even some bridges even had been demolished,Especially inrecent years moreand more trussed archbridges bring toenter theranks ofdangerousbridges,maj ority of trafficshave been controlled,which limite