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铁道建筑 2006年第12期46卷 4-6页

作者：崔圣爱蒙云黄志堂西南交通大学土木工程学院成都610031 重庆交通学院土木建筑学院重庆400074 四川省交通勘察设计研究院成都610017

“释能法”是一种从内因的角度对旧危拱桥进行加固的新方法。介绍“释能法”概念,并分析了该法的原理和计算方法。通过模型对比试验以及对实桥(双龙桥)的加固应用和荷载试验的分析,证明用释能法加固改造旧危拱桥,提高其承载力的可行性。

关键词：释能法拱桥加固内力重分配叠加综合法荷载试验

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释能法加固拱桥内力重分配研究

释能法加固拱桥内力重分配研究

作者：章鹏重庆交通大学

学位级别：硕士

作者首先查阅大量文献,介绍当前桥梁加固存在的主要加固方法以及其适用范围,并对拱桥加固进行重点论述。然后介绍“释能法”加固拱桥的基本原理,对比“释能法”加固拱桥与其他传统加固方法的优点。阐述本课题的研究背景,研究手段以及研... 详细信息

作者首先查阅大量文献,介绍当前桥梁加固存在的主要加固方法以及其适用范围,并对拱桥加固进行重点论述。然后介绍“释能法”加固拱桥的基本原理,对比“释能法”加固拱桥与其他传统加固方法的优点。阐述本课题的研究背景,研究手段以及研究目的。“释能法”加固拱桥的基本原理是将原桥进行结构转换,使无较拱结构体系转换为平铰结构。作者重点阐述“释能法”加固拱桥的结构受力原理以及其计算模型。并在总结分析中提出了温度计算的叠加模式。在“释能法”加固拱桥方法的研究过程中,经历了从单一“释能法”加固拱桥到“释能法”与增大截面相结合的“复合法”加固的过程。特别是针对原设计荷载等级较低,需要提高承载能力幅度比较大的旧桥,“复合法”提供了很好的解决办法。但是“复合法”应用了“释能法”的原理后是否进行了内力重分配,内力重分配后是否能够提高承载能力。本文通过计算分析,比较分析加固前与加固后的截面在同等荷载标准作用下其内力分配的情况。比较其加固前后受力状态,分析其内力是否进行了改变,同时进行全过程试验,利用本课题所配试验手段收集数据,对数据进行分析,真实地反映出内力重分配的过程,总结“释能法”加固拱桥内力重分配的规律。通过对比计算结果与试验数据,证明“释能法”的计算模型和检测数据的吻合性,体现其内力重分配的规律性以及“释能法”计算模型的正确性。

关键词：释能法加固拱桥内力重分配

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释能法提高拱桥承载能力的结构性能分析

释能法提高拱桥承载能力的结构性能分析

作者：崔圣爱重庆交通学院

学位级别：硕士

目前拱桥加固普遍采用的“增大截面法”和“粘贴钢板法”等方法主要是通过外界条件的改变,利用外因(混凝土、钢筋、钢板、碳纤维布等)的作用,改善结构的受力状况,提高原桥的承载能力。其技术途径都是从外因起作用的角度进行桥梁的加固改... 详细信息

目前拱桥加固普遍采用的“增大截面法”和“粘贴钢板法”等方法主要是通过外界条件的改变,利用外因(混凝土、钢筋、钢板、碳纤维布等)的作用,改善结构的受力状况,提高原桥的承载能力。其技术途径都是从外因起作用的角度进行桥梁的加固改造,但是内因才是结构破损的基础,解决外因只是“治标”,却不能“治本”。因此,如何从内因的角度通过对桥梁结构承载能力演变过程的预测,改变结构的受力体系,重新分配结构内力,改善结构自身受力状况来提高桥梁的承载能力,是需要认真研究的问题。所谓“释能法”正是从这一全新的角度通过对拱脚部位进行特殊技术处理后,改变主拱受力体系,释放和减小原桥主拱拱脚的内力,在主拱内进行内力的重分配,改善原桥的受力状况,发掘主拱的自身潜力,经济、快捷提高拱式桥梁承载力的新方法、新技术和新工艺。本文深入阐述了“释能法”加固桥梁的基本原理和可行性。通过对多座具有代表性拱桥在无铰和释能情况下的结构计算分析、模型对比试验以及对实桥(双龙桥)的应用和荷载试验,证明了用释能法加固改造旧危拱桥,能够较大幅度减少原桥拱脚上缘承受的负弯矩,调整主拱的内力,进行内力重分配,改善结构的受力性能。与无铰拱相比,在相同的荷载等级下,可省约30%的材料;在设计的桥型、主跨跨径、材料、截面尺寸相同时,可提高一个设计荷载等级。因此,用释能法加固改造旧危拱桥,提高其承载能力,是完全可行的,而且具有重大社会经济效益和工程实践意义。

关键词：释能法拱桥加固内力重分配承载力

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“释能法”加固石拱桥结构模型试验研究

公路工程 2015年第2期40卷 51-53,69页

作者：杨圣春胡国辉内蒙古科技大学建筑与土木工程学院内蒙古包头014010 西南交通大学四川成都610031

针对旧老石拱桥承载力不足、常规加固方法工程代价大的问题,通过模型试验研究了采用"释能法"加固对提高无铰石拱桥承载力的影响,得出了释能拱在不同荷载等级作用下的P—ε曲线。分析表明,采用释能法只是改变石拱桥拱脚的约束形式,能够... 详细信息

针对旧老石拱桥承载力不足、常规加固方法工程代价大的问题,通过模型试验研究了采用"释能法"加固对提高无铰石拱桥承载力的影响,得出了释能拱在不同荷载等级作用下的P—ε曲线。分析表明,采用释能法只是改变石拱桥拱脚的约束形式,能够改变无铰拱的受力形态,改善拱圈结构的内力分布,即能实现提高拱桥承载力的目的。表明,采用"释能法"加固石拱桥提高其承载力是可行的。

关键词：释能法石拱桥加固拱脚

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桁式组合拱桥“释能法”加固技术研究

桁式组合拱桥“释能法”加固技术研究

作者：李国豹重庆交通大学

学位级别：硕士

桁式组合拱桥作为20世纪80年代我国自主研发的一种新桥型,以其相对于其他桥型具有施工简单、造价低廉等突出优点,近20年来得到迅速的发展。但是,在桁式组合拱桥的使用、推广过程中发现,已建成的桁式组合拱桥在杆件节点部位和空实腹联接... 详细信息

桁式组合拱桥作为20世纪80年代我国自主研发的一种新桥型,以其相对于其他桥型具有施工简单、造价低廉等突出优点,近20年来得到迅速的发展。但是,在桁式组合拱桥的使用、推广过程中发现,已建成的桁式组合拱桥在杆件节点部位和空实腹联接部位都不同程度地出现裂缝,特别是新拱脚和双竖杆部位,个别桥梁也因刚度不够而出现跨中挠度偏大的情况。尤其是近年来越来越多的桁式组合拱桥进入危桥的行列,多数已控制交通,限制、影响了当地交通运输的发展。可见,及时地对这类病危桁式组合拱桥进行加固维修已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式组合拱桥来说,多数情况下所起的作用是相当有限的,且在桁式组合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,对桁式组合拱桥“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,利用桥梁博士平面有限元分析软件,建立贵州省源村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,得出桁式组合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式组合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式组合拱桥主要病害和缺陷产生的原因,提出了加固桁式组合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,并分析了桁式组合拱桥采用“释能法”加固的可行性。然后作者对桁式组合拱桥“释能法”加固后计算模式和计算方法进行了分析,提出了桁式组合拱桥“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。论文最后以源村大桥为加固应用实例,建立“释能法”加固后源村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,以对桁式组合拱桥“释能法”加固技术进行实践例证,得出:源村大桥采用“释能法”加固后能够满足公路-Ⅰ级的强度要求,且安全储备较大;各阶自振频率较加固前要大,全桥刚度有所增加,加固后动力性能明显改善,再一次证明了桁式组合拱桥“释能法”加固是可行的。

关键词：桁式组合拱桥释能法体系转换静力性能模态分析

“释能法”加固桁式组合拱桥结构计算分析研究

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“释能法”加固桁式组合拱桥结构计算分析研究

作者：李世春重庆交通大学

学位级别：硕士

桁式组合拱桥作为我国上世纪八十年代首创的一种新型桥型,以其结构轻盈美观、跨越能力强、省工省料、施工简便等突出优点,在近30年来得到了大力的推广。然而,经过近30年的发展和使用,这种桥型逐渐暴露出许多缺陷。及时地对这类病危桁式... 详细信息

桁式组合拱桥作为我国上世纪八十年代首创的一种新型桥型,以其结构轻盈美观、跨越能力强、省工省料、施工简便等突出优点,在近30年来得到了大力的推广。然而,经过近30年的发展和使用,这种桥型逐渐暴露出许多缺陷。及时地对这类病危桁式组合拱桥进行加固维修已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式组合拱桥来说,多数情况下所起的作用是相当有限的。“释能法”是指将原来的无铰拱在拱脚部位采用特殊技术进行处理后,改变其结构体系和受力状态,使其在受力过程中通过调整结构内力,达到内力重新分配,发掘主拱的自身潜力,经济、快捷提高拱式桥梁承载力的新方法、新技术和新工艺。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”加固技术被越来越多的人们所认可。尤其是2008年以蒙云教授为首的重庆交通大学课题组采用“释能法”加固技术成功的完成了贵州省源村大桥的加固,加固效果得到同行的高度认可。因此,进行“释能法”加固桁式组合拱桥结构计算分析研究具有十分重要的意义。论文以法德大桥为工程背景,首先利用桥梁博士3.0建立法德大桥原桥有限元模型,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,得出桁式组合拱桥病害和缺陷产生的主要原因。然后采用有限元结构计算软件ANSYS中的“接触面”模拟新拱脚处“释能槽”的受力状况,解决“释能法”加固桁式组合拱桥有限元计算中最重要的“释能槽”模拟问题。在此基础上,以法德大桥工程的实践为依托,通过建立“释能拱”和无铰拱两种体系的有限元模型,并对计算结果进行分析比较,验证了“释能法”提高桁式组合拱桥承载力的正确性,采用有限元计算“释能法”的可行性。证明采用“释能法”提高桁式组合拱桥承载力是安全的、可行的。对于“释能法”加固拱桥技术的推广应用具有一定的意义。

关键词：桁式组合拱桥释能法有限元分析体系转换 ANSYS 接触面

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“释能法”加固石拱桥技术研究

“释能法”加固石拱桥技术研究

作者：张仁巍重庆交通大学

学位级别：硕士

目前石拱桥加固普遍采用的“增大截面法”和“粘贴钢板法”等方法主要是通过外界条件的改变,利用外因(混凝土、钢筋、钢板、碳纤维布等)的作用,改善结构的受力状况,提高原桥的承载能力。其技术途径都是从外因起作用的角度进行桥梁的加... 详细信息

目前石拱桥加固普遍采用的“增大截面法”和“粘贴钢板法”等方法主要是通过外界条件的改变,利用外因(混凝土、钢筋、钢板、碳纤维布等)的作用,改善结构的受力状况,提高原桥的承载能力。其技术途径都是从外因起作用的角度进行桥梁的加固改造,但是内因才是结构破损的基础,解决外因只是“治标”,却不能“治本”。因此,如何从内因的角度通过对桥梁结构承载能力演变过程的预测,改变结构的受力体系,重新分配结构内力,改善结构自身受力状况来提高桥梁的承载能力,是需要认真研究的问题。所谓“释能法”正是从这一全新的角度通过对拱脚部位进行特殊技术处理后,改变主拱受力体系,释放和减小原桥主拱拱脚的内力,在主拱内进行内力的重分配,改善原桥的受力状况,发掘主拱的自身潜力,经济、快捷提高拱式桥梁承载力的新方法、新技术和新工艺。在课题核心内容的研究中,以结构力学理论为基础,通过石拱桥加固前的无铰拱和加固后的释能拱结构特点以及受力对比分析,总结归纳出“释能拱”的结构受力原理,并在此原理的基础上建立了“释能拱”结构受力计算模型,在已有的无铰拱结构受力计算方法的基础上,依据释能拱结构受力计算模型,提出了释能拱结构受力计算的方法—叠加综合法,并详细论述了该法的计算过程。作者通过对近期设施加固的具有典型性的两座石拱桥进行了加固前后内力的计算和分析比较,以及加固前后的荷载试验进行了介绍和结果分析比较。并且详细介绍了“释能法”加固石拱桥的施工技术和施工工艺。通过实例对比计算分析、荷载检测试验,证明“释能拱”加固石拱桥技术是符合实际、切实可行的。

关键词：释能法石拱桥加固荷载试验

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桁架拱桥“释能法”加固技术研究

桁架拱桥“释能法”加固技术研究

作者：郭书娟重庆交通大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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,多数已控制交通,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已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/Civil7.0.0分析软件,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-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

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“释能法”提高拱桥承载力有限元计算分析

“释能法”提高拱桥承载力有限元计算分析

作者：李治学重庆交通大学

学位级别：硕士

拱桥有着悠久的历史,是我国建造最多的桥梁型式之一,然而近年来,随着公路技术等级的提高,超重、超载车辆剧增,加上设计、养护不当、桥梁材料老化、环境影响,很多拱桥出现了承载力下降、变形增大以及开裂等病害。为了使这些承载力不够、... 详细信息

拱桥有着悠久的历史,是我国建造最多的桥梁型式之一,然而近年来,随着公路技术等级的提高,超重、超载车辆剧增,加上设计、养护不当、桥梁材料老化、环境影响,很多拱桥出现了承载力下降、变形增大以及开裂等病害。为了使这些承载力不够、有病害的拱桥适应国民经济和交通运输的高速发展,必须进行加固补强和提高承载能力。这已成为了各地交通部门不能回避和刻不容缓的重大议题“释能法”是指将原来的无铰拱在拱脚部位采用特殊技术进行处理后,改变其结构体系和受力状态,使其在受力过程中通过调整结构内力,达到内力重新分配,发掘主拱的自身潜力,经济、快捷提高拱式桥梁承载力的新方法、新技术和新工艺。本文采用有限元的数值分析,得出“释能拱”结构边界单元的刚度矩阵,模拟出“释能拱”结构边界的边界条件,解决“释能法”加固改造旧危拱桥有限元计算中最重要的边界条件的模拟问题。在此基础上,以清江大桥工程的实践为依托,通过有限元计算分析、SNGQ计算程序结果以及清江大桥加固前后的荷载试验的结果比较,验证了“释能法”提高拱桥承载力的正确性,采用有限元计算“释能法”的可行性。证明采用“释能法”提高拱桥承载力是安全的、可行的。用”释能法”加固改造旧危拱桥,提高其承载能力,是完全可行的,而且具有重大社会经济效益和工程实践意义。

关键词：拱桥释能法释能拱有限元承载力加固改造荷载试验

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“释能法”加固双曲拱桥技术研究

“释能法”加固双曲拱桥技术研究

作者：杜法根重庆交通大学

学位级别：硕士

双曲拱桥首创于江苏省无锡县,它具有结构新颖、轻巧、省料、便于施工等优点,具有中国民族特色,曾在全国范围内得到广泛推广,是我国20世纪60-70年代建设最多的一种拱桥形式,为我国公路桥梁事业的发展做出了重大贡献。但是由于各种原因,... 详细信息

双曲拱桥首创于江苏省无锡县,它具有结构新颖、轻巧、省料、便于施工等优点,具有中国民族特色,曾在全国范围内得到广泛推广,是我国20世纪60-70年代建设最多的一种拱桥形式,为我国公路桥梁事业的发展做出了重大贡献。但是由于各种原因,大部分双曲拱桥在使用一段时期后损坏严重,无法适应当今交通发展的需要。双曲拱桥作为一个时代的产物,若将已建的几万座双曲拱桥全部拆除是不可取的。同时为了交通发展的需要,一部分双曲拱桥将继续存在,必须对其加固补强,提高其承载力。本论文首先介绍了我国双曲拱桥的现状,出现的问题,以及双曲拱桥的加固技术研究。随后介绍了双曲拱桥的加固技术现状,病害情况等,引入论文的主体。详细阐述了“释能法”加固拱桥的原理,并将这种原理应用到双曲拱桥加固上。“释能法”加固拱桥是一种新技术,不同于常规的加固方法。它是通过释放拱脚处的内力,减小拱脚处原来过大的负弯矩,在全拱圈进行“内力重分配”,改善原桥的受力状况,达到提高旧危桥承载能力。通过分析,得出“释能法”加固双曲拱桥的一般力学模型和计算方法。此计算方法为释能拱结构受力计算“叠加综合法”和释能拱结构受力计算程序SNGQ。该程序以Microsoft Excel with VBA为载体,能够在用户输入数据最少的前提下,自动完成释能拱所有结构受力数据的计算。本论文以丰乐河桥加固为例,详细分析了丰乐河桥采用“释能法”加固后的结构性能。通过分析,加固后的丰乐河桥承载能力得到了很大的提高,满足了桥梁正常运行的需要。同时,也再次证明了“释能法”加固双曲拱桥技术的可靠性和实用性。最后,本论文详细地阐述了“释能法”加固双曲拱桥的技术途径和施工工艺。

关键词：双曲拱桥释能法叠加综合法加固