山区等级公路t形梁桥合理拓宽方法研究

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1、山区等级公路T形梁桥合理拓宽方法研究第一章绪论1.1梁桥拓宽概述近年来我国经济快速发展，交通量也急剧增长，现有公路设施通行能力已远远不能满足交通量日益增长的需求。一味只靠新建公路、桥梁来适应交通量增长的需求，无益是浪费现有公路资源和土地资源的，而且实现的可能性也不大。合理利用已建在役公路桥梁，对现有公路桥梁进行改扩建，提高其公路荷载等级和通行能力，是一条切实可行的工程途径，也是现阶段大力推行的一种方法。我国很多地区，特别是西南地区，地属山区，地形、地貌十分复杂。这些地区很多地方交通发展滞后，大部分公路主要是

2、技术标准低、通行能力差的县乡公路，亟需开展改扩建工程。山区公路在我国公路系统中有着十分重要的地位，而且由于其特殊的地理环境，公路常需跨越沟谷，桥梁较多，于是山区桥梁拓宽工程占了山区等级公路改扩建工程的大部分比例。山区等级公路桥梁多为中小跨径公路桥梁，且大部分是钢筋混凝土或预应力混凝土梁式桥。据云南省红河至南沙二级公路和宁洱至景谷二级公路的调研结果显示，常见的山区等级公路桥梁结构形式如下：钢筋混凝土板桥、预应力混凝土板桥，钢筋混凝土T梁桥、预应力混凝土T梁桥，实腹式石拱桥。其中以空心板桥和T型梁桥居多。所以T

3、梁桥作为山区等级公路的典型结构形式，研究其合理拓宽方法有着十分重要的作用。1.2T梁桥拓宽研究现状白俄罗斯从1978年就开始研究公路桥梁拓宽并且提出典型的T梁桥加宽方法，如图1.3所示。其中装配式T梁桥直接切除旧桥边梁翼缘板，通过现浇混凝土和至今将新梁与旧桥主梁连接；现浇混凝土T梁桥同样切除旧桥边梁翼缘板，通过现浇混凝土和植筋连接的同时，缩小旧桥边梁梁肋与新梁梁肋的间距。最近几年，俄罗斯小跨径桥梁拓宽时，大部分新老结构之间没有连接或是只有行车道的垫层连接。实际应用后发现，结构没有可靠的横向连接，结构出现了如

4、板底裂缝、防水层裂缝、路面裂缝等损伤和破坏。国内T梁桥拓宽最常采用的连接方法是将凿除边梁翼缘板一定长度，通过现浇混凝土和横隔梁（板）连接新旧T梁，如图1.4所示。在国内T梁桥拓宽中，考虑到拓宽后新旧桥梁不均匀沉降所引起的内力和挠度变化以及结构外形一致，通常的做法是采用与原结构相一致的T梁进行拓宽，使得新旧部分变形协调，形成一个和谐的整体。有时为了施工方便和提高设计等级，才会采取与原桥不同的结构型式进行拓宽。目前，国内针对不同的拼接构造及施工工艺，许多学者对新、旧桥梁拼接结构设计方法、结构性能、新旧桥不均匀沉

5、降以及收缩徐变差异扩宽后结构性能的影响等方面进行了相应的研究。第二章T梁桥拓宽分析荷载横向分布计算理论及梁格法原理2.1简支T梁桥荷载横向分布计算原理荷载横向分布计算是公路桥梁设计和桥梁拓宽中的一个重要问题。其作为将空间内力计算一种近似计算方法，得到了广泛的应用。利用内力或荷载的横向分布系数分析桥梁结构,实质上是在一定的误差范围内寻求一个近似的影响面来代替精确的影响面,把一个复杂的空间问题转化成平面问题来进行求解[5],即把影响面η(x,y)分解成两个单值函数的乘积,12(x,y)(x)(y)。其中

6、2(y)就为某梁的荷载横向分布影响线。目前2(y)的计算方法主要有三种：（1）以Leonhardt-Homberg为代表的梁格法，偏心压力法就是这种体系的一个特例。（2）以Guyon-Massonn为代表的板系法，即比拟正交异形板法（G-M法）（3）以Hundry-Jarger为代表的梁系法，如刚接梁法，铰接梁法都属于此类。对于一座桥，桥梁结构一定，轮重在桥上位置一定，那每个梁所承担的荷载也是一定的。在桥梁设计中通常用一个能代表荷载横向分布程度的数值m乘以轴重来表示每个梁所承担的荷载。m即为荷载横向分布系数

7、，而结合结构力学的概念即可利用各梁的荷载横向分布影响线2(y)求得m。2.2简支T梁桥荷载横向分布系数主要计算方法不同计算方法适用范围不同，①杠杆原理法是把桥面板和横隔梁看做简支在主梁上得简支梁，适用于双主梁桥，荷载作用于靠近主梁支点处的多梁式桥，横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁；②偏心压力法把横隔梁近似看座刚度很大的梁，适用于具有可靠横向连接，且B/L≤0.5的情况时（窄桥），中间横隔梁刚度无穷大的桥梁；③铰接板法相邻板（梁）看做铰结，适用于现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥，以及仅在翼板间用焊接

8、钢板或伸出交叉钢筋连接的无中间横隔梁的装配式桥（块件间横向具有一定的连接构造，但其连接刚度性又很薄弱）；④刚接梁法相邻主梁看做刚接，适用于由T梁、I梁等单肋主梁组成的桥，多梁式刚接箱梁桥和整体式板桥；⑤比拟正交异性板法将横隔梁和主梁等效为垂直两个方向刚度不同的弹性板，适用于主梁连续的桥面板和多道横隔梁所组成的，宽度与跨度比较大得钢筋混凝土板桥。第三章拓宽拼接T梁桥不同连接方式荷载.........133.1概述(