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实腹式石拱桥承载能力计算方法研究

实腹式石拱桥承载能力计算方法研究

作者：刘秀岭西南交通大学

学位级别：硕士

依据《公路桥涵标准图》(石拱桥JT/GQB 018-73)设计修建的实腹式石拱桥距今已经有30-40年的时间,由于各种原因实际运营中的这些桥梁出现了各种各样的病害,影响了正常使用急需检定评估或者维修加固。同时,这些桥梁的原设计计算由于忽略... 详细信息

依据《公路桥涵标准图》(石拱桥JT/GQB 018-73)设计修建的实腹式石拱桥距今已经有30-40年的时间,由于各种原因实际运营中的这些桥梁出现了各种各样的病害,影响了正常使用急需检定评估或者维修加固。同时,这些桥梁的原设计计算由于忽略拱上建筑对承载能力的提高作用,仅考虑了主拱圈的承载能力,过于保守,所以如何正确检定其承载能力是工程实际中急需解决的问题。本文利用大型有限元软件Ansys计算分析依据标准图集设计修建的实腹式石拱桥的承载潜力,适当考虑各种病害对承载能力的影响,并将标准拱的承载潜力量化,进而提出承载潜力系数法用来计算标准拱的实际承载能力。首先,依据标准图集建立实腹式石拱桥的实桥模型及相应的裸拱理论模型,比较二者在相同荷载情况下的作用效应,并利用作用效应相对差值提出承载潜力系数的概念,将实腹式石拱桥的承载潜力量化。为了全面考虑影响承载能力的影响因素,在模型计算过程中同时了材料非线性及荷载横向分布,并总结承载潜力系数的一般规律;然后,总结分析实腹式石拱桥的常见病害及其产生原因,根据其对承载能力的影响程度将常见病害分为主要病害和次要,并利用有限元软件分析主要病害对桥梁结构行为的影响;最后,概括分析使用现有规范方法检定实腹式石拱桥承载能力的不足及局限性,进而提出承载潜力系数法及其适用范围。该方法同时考虑了病害影响、实腹式石拱桥的承载潜力、实际运营荷载的提高等方面的影响,可以用于标准拱承载能力的检定。

关键词：实腹式石拱桥承载潜力承载潜力系数法

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小跨径实腹式石拱桥拱背加固减载法研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2013年第S1期32卷 815-817,868页

作者：高凯周建庭刘路重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

从钢筋混凝土增大截面加固法和拱上减载法入手,论证了拱背加固减载法对小跨径实腹式石拱桥进行加固的可行性,并结合依托工程验证了拱背加固减载法在小跨径石拱桥上的应用,并分析了加固前后主拱圈的承载力,以及该加固法与其他加固方法在... 详细信息

从钢筋混凝土增大截面加固法和拱上减载法入手,论证了拱背加固减载法对小跨径实腹式石拱桥进行加固的可行性,并结合依托工程验证了拱背加固减载法在小跨径石拱桥上的应用,并分析了加固前后主拱圈的承载力,以及该加固法与其他加固方法在提高主拱圈承载力上的对比。

关键词：小跨径实腹式石拱桥拱背加固减载法增大截面法

既有实腹式石拱桥拱上填料联合作用的研究与应用

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既有实腹式石拱桥拱上填料联合作用的研究与应用

作者：仪皓楠四川农业大学

学位级别：硕士

目前,我国在西南地区存在大量既有实腹式石拱桥,这类桥在乡镇道路中承担着重要的交通运输功能。但现行规范中对实腹式石拱桥承载能力计算时仅考虑拱圈的承载能力,而忽略了拱上填料联合作用对承载能力的提升,这样使得计算结果往往偏于保... 详细信息

目前,我国在西南地区存在大量既有实腹式石拱桥,这类桥在乡镇道路中承担着重要的交通运输功能。但现行规范中对实腹式石拱桥承载能力计算时仅考虑拱圈的承载能力,而忽略了拱上填料联合作用对承载能力的提升,这样使得计算结果往往偏于保守。本文以拱上填料为研究对象,对填料与拱圈联合作用进行系统分析,旨在探究拱上填料联合作用的潜在规律。同时针对既有实腹式石拱桥的病害及原因进行分析,在遵循拱桥外观评定标准及桥梁荷载试验规范的基础上,为既有实腹式石拱桥结构承载力验算提供理论依据。在数值分析部分,本文采用有限元软件进行建模分析,建立裸拱、裸拱加填料的实体模型来进行数据比对。建立不同矢跨比与填料厚度的实腹式石拱桥模型,选取拱顶处、1/4拱处、拱脚处为控制节点,提取控制点位的应力及位移数据进行经验公式的拟合,并通过经验公式分析得出桥梁在考虑填料联合作用下的承载能力提升范围。最后,以实际工程为对象进行桥梁荷载试验,得到既有实腹式石拱桥承载能力的实测值。通过模型数据与实际工程数据的对比分析,论证数解值对模型修订的可行性,进而得到既有实腹式石拱桥在基于拱上填料联合作用下的承载能力提升及潜在规律的相关结论。

关键词：实腹式石拱桥拱上填料联合作用承载潜力

山区实腹式石拱桥病害成因分析及整治对策研究

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山区实腹式石拱桥病害成因分析及整治对策研究

作者：李建同重庆交通大学

学位级别：硕士

石拱桥作为一种古老的桥型,其造型优美、取材方便、造价低廉且承载能力大,在二十世纪七八十年代的公路建设中被大量应用。随着时间的推移,石拱桥各结构在交通荷载和环境因素影响下出现了不同程度的病害,有些病害已经严重影响到了整个结... 详细信息

石拱桥作为一种古老的桥型,其造型优美、取材方便、造价低廉且承载能力大,在二十世纪七八十年代的公路建设中被大量应用。随着时间的推移,石拱桥各结构在交通荷载和环境因素影响下出现了不同程度的病害,有些病害已经严重影响到了整个结构的正常使用,产生了极大的安全隐患。所以找出石拱桥的主要病害,并对其进行成因分析进而提出石拱桥的加固整治措施恢复或提高其承载能力,延长其使用寿命,具有重大意义。本文对重庆市及周边地区500座在役实腹式石拱桥进行病害统计及成因分析,运用病害链式机理分析了石拱桥各种病害之间的关系,提出了石拱桥病害断链措施建议,在此基础上,提出石拱桥的整治对策,并应用于两座在役石拱桥的加固中,对改造后的石拱桥结构进行全真模拟分析,为以后石拱桥的养护与维修加固提供依据。本文主要内容为:(1)收集并整理500座实腹式石拱桥病害资料,并对其进行归纳统计,总结出石拱桥各结构的主要病害,归纳出石拱桥的主要病害与运营时间的关系;(2)根据病害统计情况,对石拱桥的常见病害及对结构影响较大的病害进行成因分析,归纳病害的主要原因,运用病害链式机理分析了石拱桥各种病害之间的关系,提出了石拱桥病害断链措施建议;(3)根据石拱桥病害成因、链式机理及断链措施,对石拱桥的各种病害提出整治措施。并引入两座在役石拱桥整治实例,对改造后的石拱桥结构进行全真模拟分析其加固后的效果。

关键词：实腹式石拱桥病害成因分析链式机理整治对策

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实腹式石拱桥永久性变形限值指标研究

中国新技术新产品 2011年第3期 45-45页

作者：张磊卢颖吴娇媚重庆交通大学重庆400074 兰州交通大学甘肃兰州730070

文章在分析石拱桥永久变形机理的基础上,通过现场调研获取变形特征指标值,利用有限元软件建模,研究实腹式石拱桥永久性变形限值指标。计算出主拱圈局部变形之后相应截面的内力,并且得出了不同跨径实腹式石拱桥主拱圈1/4跨控制截面极限... 详细信息

文章在分析石拱桥永久变形机理的基础上,通过现场调研获取变形特征指标值,利用有限元软件建模,研究实腹式石拱桥永久性变形限值指标。计算出主拱圈局部变形之后相应截面的内力,并且得出了不同跨径实腹式石拱桥主拱圈1/4跨控制截面极限下挠值,总结出永久性变形容许值与极限下挠值之间的关系式。

关键词：实腹式石拱桥永久性变形限值指标

旧实腹式拱桥承载能力及可利用性评定方法研究

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旧实腹式拱桥承载能力及可利用性评定方法研究

作者：黄海东重庆交通学院

学位级别：硕士

目前大量的旧拱桥在公路上服役,其中旧实腹式拱桥设计荷载等级低,但使用状况良好。如何正确评定旧实腹式拱桥承载力及可利用性是当前公路改建中急需解决的问题。本文通过理论分析与模型试验研究实腹式石拱桥拱上结构联合作用的实际效... 详细信息

目前大量的旧拱桥在公路上服役,其中旧实腹式拱桥设计荷载等级低,但使用状况良好。如何正确评定旧实腹式拱桥承载力及可利用性是当前公路改建中急需解决的问题。本文通过理论分析与模型试验研究实腹式石拱桥拱上结构联合作用的实际效果和内在规律,量化拱上结构各部分的联合作用程度。在试验模型的基础上,采用有限元计算方法,针对不同跨径和不同矢跨比的实腹式拱桥,进行了考虑拱上结构联合作用的承载潜力分析,研究了拱上结构联合作用机理和作用程度的更普遍规律。通过模型试验和有限元分析,对原有计算方法(等代拱法、弹性地基拱法)进行修正,提高了计算精度,简化了计算工作量。在实腹式石拱桥材料非线性分析中,采用连续性模型对拱圈及拱上结构的病害形式和病害成因进行分析,并对典型病害对桥梁承载能力的影响进行了研究。通过有限元反分析方法对旧石拱桥结构损伤的参数进行识别以及对旧石拱桥实际应力状态进行模拟。提出了基于拱上结构联合作用的承载潜力分析和旧石拱桥强度折减的直接参数法,可以用来初步判定旧石拱桥承载能力。

关键词：实腹式石拱桥承载能力可利用性评价直接参数法