大跨径连续刚构桥梁检测评估与体外预应力加固研究

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上世纪90年代以来,大跨径连续刚构桥在公路桥梁建设中占据了很大比例。近年来随着交通量的剧增、车辆超载等因素的影响,出现了很多的病害,诸如梁体开裂、主梁结构持续下挠以至超限等,亟需进行检测评估和加固。本文针对此类情况,研究既有病害连续刚构桥的检测、评估工作,在此基础上,对其加固方案及加固效果进行研究。论文以贵州省某主跨径162m连续刚构公路桥梁为工程依托,进行结构检测、动静载试验、技术状况评定、加固方案研究等工作,以期对同等类型的病害桥梁的检测评估、维修加固工作,给出参考和借鉴。论文的主要研究内容如下:(1)分析大跨径连续刚构桥梁主要病害特点及病害原因。介绍连续刚构桥梁一般检测、静载试验及动载试验等检测评估手段和内容,据此确定桥梁技术状况等级与承载能力等级。(2)对大跨径连续刚构桥相关维修加固方案进行研究和比较,阐述其各自优缺点及适用范围,重点研究体外预应力加固方案。(3)以贵州省某主跨径162m连续刚构公路桥梁为工程依托,在前述研究的基础上,对其进行桥梁技术状况评定、静载试验、动载试验工作,检测及评定结果表明本桥梁体下挠超限,承载能力校验系数过大,需要加固。(4)在技术评定结果的基础上,提出以体外预应力加固为主,粘贴钢板加固为辅的加固方案。采用Midas Civil 2020对加固前后的结构状况进行有限元模拟计算,研究在加设体外预应力钢束情况下,主梁应力、变形的改善情况。(5)对连续刚构桥进行加固后荷载试验,试验结果与桥梁加固前相关数据进行对比研究。该桥采用体外预应力加固方案加固后,梁体的校验系数、相对残余应变、相对残余挠度等明显降低,均小于规范规定值,安全系数充足,结构的承载能力满足规范要求,动力特性也有了一定的改善。
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