空腹式石拱橋維修加固方法及承載能力評價研究.pdf

1、隨著交通量及車輛負載逐年增大，早期的石拱橋處于超負荷狀態(tài)，出現各種形式的病害。作為山西省一條重要的運煤通道，國道G208交通量繁忙，而且存在嚴重的超載問題。由于汽車超載對橋梁的使用功能與安全功能都帶來了嚴重隱患，因此，檢測并加固存有問題的橋梁具有重要的現實意義。
　　本文以國道G208山西運煤通道的一座空腹式石拱橋的維修加固為例，分析了該橋的主要病害，提出了針對性的加固方案；基于有限元方法進行了橋梁加固前后各個階段的力學分析；最后

2、基于24小時實測交通量進行了加固后橋梁的承載能力評價。研究內容集中在三個方面。第一，分析了該空腹式石拱橋的具體病害情況，確定了發(fā)生病害的內在與外在原因；提出了針對性的加固設計方案。第二，基于MIDAS有限元分析軟件建立了全橋有限元模型，進行了加固各個階段的有限元模擬分析，給出了溫度以及活載作用下的橋梁結構位移值；對比了三鉸拱與兩鉸拱在自重作用、溫度荷載、重車荷載作用下的結構應力；模擬分析了三鉸拱的破壞過程。第三，對比了我國與美國在橋梁承

3、載能力評定方法上的差異；基于實測最不利車輛荷載工況，依據規(guī)范規(guī)定的荷載組合進行了橋梁腹拱的承載能力評價。
　　研究認為，空腹式石拱橋腹拱出現下?lián)襄e位現象的內部原因在于拱頂拱鉸脆弱，外部原因在于超載現象嚴重及冬季低溫效應?；谏鲜鰞煞矫嬖颍疚奶岢黾哟罅孛?，改三鉸拱為兩鉸拱，增厚拱圈，更換拱腹伸縮縫等結構措施，有限元分析驗證該方案有效。另外，本文所研究橋梁的三鉸拱拱頂鉸功能已經基本失效，拱圈對拱頂的約束能力較差，在重車作用時，