【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 嘉濱路牛角沱高架橋 15 跨維護(hù)方案研究 學(xué) 院 土木建筑學(xué)院 專 業(yè) 工程力學(xué) 學(xué) 生 王 振 學(xué) 號(hào) 10980114 指導(dǎo)教師 李曉紅 I 前 言 鋼筋混凝土連續(xù)梁橋是超靜定結(jié)構(gòu) , 跨中彎矩比相應(yīng)的多個(gè)簡(jiǎn)支梁小得多 , 從而減小了梁的截面 ,節(jié)省圬工 , 節(jié)省鋼材。連續(xù)梁橋的中墩上只需設(shè)一個(gè)支座 , 可以減少中墩的厚度 , 減小了橋墩對(duì)水流的擠束和局部沖刷 , 因而降低了下部結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)。連續(xù)梁橋具有較大的剛度 , 整體性好 , 抗震性能好。當(dāng)其一跨受有荷載時(shí) , 其他各跨都將發(fā)生彎曲 , 而且形成平滑的彈性曲線 , 從而可以減少活載的沖擊作用。 然而橋梁在營(yíng)運(yùn)使用過程中，由于超載等原因 產(chǎn)生較大的損壞，承載力，強(qiáng)度降低，或由于交通運(yùn)輸?shù)娜找娣泵?，橋梁承載能力和通過能力不滿足要求就是這其中最為突出的問題之一。 混凝土梁式橋在自然環(huán)境中使用，很容易受到各種不良因素的影響，其病害也是逐步產(chǎn)生的?；炷亮菏綐虻闹饕『π问綖榛炷亮后w裂縫和鋼筋銹蝕兩大方面?；炷磷钪饕膿p傷時(shí)裂縫，除此之外還有蜂窩、孔洞、白化、露筋、剝落、層析等表層損傷。而且混凝土梁式橋出現(xiàn)缺陷并不是單獨(dú)的因素引發(fā)的，而是一個(gè)因素誘發(fā)，很多個(gè)因素共同促進(jìn)其發(fā)展，各種病害相互促進(jìn)、相互影響、共同伴生。所以為了更好的修復(fù)橋梁缺陷，必 須對(duì)其缺陷進(jìn)行調(diào)查，了解其成因、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并進(jìn)行綜合分析，以便確定相應(yīng)的解決方案。 在本次論文中，通過使用 MIDAS/Civil 軟件對(duì)嘉濱路牛角沱高架橋外二橋前五跨進(jìn)行建模模擬，并且對(duì)其橋梁進(jìn)行相應(yīng)的受力分析，找出其薄弱環(huán)節(jié)和最不利加載位置， 分析其災(zāi)害情況，提出相應(yīng)維修加固的方案并選擇最佳方案，而對(duì)于橋墩、橋臺(tái)等位置的受力及災(zāi)害不做分析。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容是 對(duì)嘉濱路牛角沱高架橋外二橋前五跨 建立有限元模型，通過有限元法來模擬其受力過程，找出其加載的薄弱環(huán)節(jié)。其重點(diǎn)是： 熟悉并掌握擴(kuò)展有限單元 法的理論基礎(chǔ)知識(shí)，包括：概念、原理、方法等。能夠利用有限元軟件進(jìn)行有限元法來分析結(jié)構(gòu)，得出數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，最終能夠形成論文結(jié)果，對(duì)實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測(cè)、加固方案等有一個(gè)較為可靠的依據(jù)。 熟悉常用軟件有限元建模的方法，能夠熟練掌握 MIDAS/Civil 界面相關(guān)知識(shí)，利用 MIDAS/Civil 軟件對(duì)用橋梁進(jìn)行模擬的三維梁分析，熟悉對(duì)材料設(shè)置、荷載工況、邊界條件的設(shè)置，掌握建立模型的方法。 熟悉材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和橋梁工程等相關(guān)專業(yè)知識(shí)，對(duì)橋梁 II 的整體受力情況及所受災(zāi)害情況 有一個(gè)大體的了解，并且能夠找出災(zāi)害產(chǎn)生的力學(xué)因素。 熟悉橋梁加固基本知識(shí)、規(guī)范和方法。 對(duì)橋梁出現(xiàn)的災(zāi)害提出加固方案，并在多種方案中選擇出最佳方案。 目 錄 前 言 ................................................................... I 摘 要 ................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 第一章 概述 .............................................................. 1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋概述 ......................................... 1 橋梁病害的成因及其危害 ........................................... 2 橋梁加固的意義 ................................................... 3 牛角沱立交高架橋概況 ............................................. 4 第二章 建立有限元模型及其力學(xué)分析 ........................................ 6 MIDAS/Civil 簡(jiǎn)介 .................................................. 6 模型總體概況 ..................................................... 6 建立模型 ......................................................... 7 建立截面 .................................................... 7 定義材料 ................................................... 10 簡(jiǎn)化模型 ................................................... 11 設(shè)置邊界條件 ............................................... 12 荷載組合 ................................................... 19 力學(xué)計(jì)算 ........................................................ 20 內(nèi)力 ....................................................... 20 應(yīng)力 ....................................................... 21 變形圖 ..................................................... 22 本章小結(jié) ........................................................ 22 第三章 常見橋梁災(zāi)害 ..................................................... 23 橋梁災(zāi)害簡(jiǎn)介 .................................................... 23 裂縫 ............................................................ 23 結(jié)構(gòu)裂縫 ................................................... 24 非結(jié)構(gòu)裂縫 ................................................. 24 裂縫對(duì)混凝土梁式橋的影響 ................................... 24 混凝土的碳化 .................................................... 25 嘉濱路牛角沱高架橋外二橋?yàn)?zāi)害 .................................... 25 第一跨 ..................................................... 25 第二跨 ..................................................... 26 第三跨 ..................................................... 27 第四跨 ..................................................... 27 第五跨 ..................................................... 28 本章小結(jié) ........................................................ 29 第四章 橋梁加固 ......................................................... 30 橋梁加固簡(jiǎn)介 .................................................... 30 橋梁加固情況 .................................................... 30 舊橋加固的考慮的因素和原則 ...................................... 31 考慮因素 ................................................... 31 原則 ....................................................... 31 橋梁加固的常用途徑和方法： ...................................... 31 加固方法 ................................................... 31 橋梁常用的加固方法 ......................................... 32 常規(guī)加固技術(shù)的具體內(nèi) 容及優(yōu)缺點(diǎn) ............................. 32 體外預(yù)應(yīng)力法 .................................................... 34 粘貼鋼板加固法 .................................................. 35 本章小結(jié) ......................................................... 36 第五章 具體加 固維修橋梁 ................................................. 38 —— 以嘉濱路牛角沱高架橋外二橋前五跨為例 ................................ 38 第一跨加固 ...................................................... 38 粘貼鋼板加固法 ............................................. 38 體外預(yù)應(yīng)力法 ............................................... 40 選擇方案 ................................................... 44 第 2— 5跨加固 ................................................... 45 主要施工機(jī)具設(shè)備 ........................................... 45 材料的選用 ................................................. 45 噴射混凝土配合比設(shè)計(jì) ....................................... 46 錨噴施工 ................................................... 46 本章小結(jié) ........................................................ 49 第六章 總結(jié)與展望 ....................................................... 50 主要結(jié)論 ........................................................ 50 存在的問題及展望 ................................................ 50 致 謝 ................................................................... 52 主要參考文獻(xiàn) ............................................................ 53