双曲拱桥检测与加固改造研究

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1、分类号:U44，U4510710-2012521173专业硕士学位论文双曲拱桥检测与加固改造研究蔡明君导师姓名职称邬晓光教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称交通运输工程论文提交日期2015年4月30日论文答辩日期2015年6月1日学位授予单位长安大学ResearchonDetectionandReinforcementofTheDoubleCurvedArchBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofM.Eng.Candidate：CaiMingjunSupervisor：

2、Prof.WuXiaoguangChang’anUniversity，Xi’an，China摘要双曲拱桥是20世纪60年代我国发明的一种桥型，其设计思路新颖，将石拱桥与钢筋混凝土桥梁的特点巧妙的集合起来，使其具有了两种桥型的优点，特别是对当时物资、设备匮乏的中国，具有巨大的应用前景。在我国资金匮乏、施工技术水平低下的时期，为适应当时的国情，这种桥型被广泛的使用，为我国公路交通事业的发展作出了重要贡献。经过仅几十年的使用，当时修建的双曲拱桥都存在不同程度及类型的病害。造成这一结果的原因较复杂，表面上看是由于长时间重荷载、大交通量的

3、运营，同时又存在检查缺失、养护不及时；深层次的原因是由于双曲拱桥的设计荷载较小，构件含筋量较小，以及建筑施工质量较差等。这些病害的存在直接影响构件的承载力，间接削弱桥梁整体的承载能力，并引起持续的发展，影响桥梁的使用寿命，对桥梁的安全运用以及行车人员的生命安全造成直接安全隐患。双曲拱桥的主拱圈设计巧妙利用了“化整为零、集零为整”的思路，先将主拱圈按照其结构构件的受力特点分成拱肋、拱波、拱板等构件，再分阶段的预制拼装各构件，使其能够成为一个共同受力的整体结构。由于主拱圈由多个构件拼装组合而成，连接部位薄弱，其整体性必然差，呈现明显

4、的组合结构的受力特征，在地震荷载作用下较易发生破坏。本文首先归纳了双曲拱桥各种病害类型，并探讨其产生的根源。在分析各种病害的深层次影响的基础上，提出了双曲拱桥的构造评价方法。结合病害出现的根本原因，详细介绍了适于双曲拱桥的各种改造方法。最后，结合工程实例，运用有限元分析软件MIDASCIVIL建立全桥的数值分析模型，计算了原桥及加固后双曲拱桥在恒载和活载作用下截面的内力、应力和构造形变情况，得到各个构件的运用性能情况，并对双曲拱桥加固前后的构造的内力、应力和构造形变情况进行对比分析。结果表明，双曲拱桥通过合理的加固改造措施能够达

5、到提高承载力的目的。不同的加固方法达到的加固效果差异明显，制定具体加固设计方案时要结合双曲拱桥的具体情况和加固方法的基本原理，使加固方案效益最优化。关键词：双曲拱、病害、检测、加固、改造、有限元iAbstractThedoublecurvedarchbridgeisabridgeintwentiethCentury60yearsofourinvention，thenoveldesign，thecharacteristicsofthestonearchbridgewithreinforcedconcretebridgeclever

6、together，soithastheadvantagesoftwotypesofbridge，especiallyforthematerialsandequipmentarescarceinChina，hasgreatprospects.Inourcountry，thelackoffunds，theconstructiontechnologyoflowlevelperiod，inordertoadapttothenationalconditionsatthattime，thiskindofbridgeaswidelyused，

7、andhasmadeimportantcontributionstothedevelopmentofthehighwaytransportationinChina.Throughtheuseofonlytensofyears，thedoublecurvedarchbridgewasbuilttherearedifferentlevelsandtypesofdiseases.Thereasonforthisresultismorecomplex，thesurfaceisduetothelongtimeofheavyload，lar

8、gevolumeoftrafficoperations，whilethepresenceofinspection，maintenanceisnottimely;thedeeperreasonisduetothedesignloadofdoublecurvedar