刚架拱桥加固技术研究与方案设计开题报告

1. 研究目的与意义

刚架拱桥源于双曲拱，桁架拱，肋拱和斜腿刚构等结构型，具有构件少，自重轻(因此推力小)等优点。在江苏，广东等地基相对较差的地区得到了广泛的应用，据不完全统计，全国已建刚架拱桥累计达3万余延米。

刚架拱桥病害严重，影响了车辆的正常运行。因此，对刚架拱桥的维修加固的研究具有十分重要的实际意义。刚架拱桥的病害具体有桥面连续附近开裂，微弯板开裂，断板乃至穿孔，塌陷；拱脚开裂，桥面大量开裂，主拱肋节点，实腹段开裂，主拱肋负弯矩区开裂等；变形大，晃动大等等。

刚架拱桥是在双曲拱桥、桁架拱桥的建筑经验基础上结合斜腿刚构的特点发展演变而来的一种桥型，属于有推力的高次超静定结构，具有构件少，自重轻，经济指标先进，结构美观等优点，曾被广泛推广应用。刚架拱桥主要由外弦杆、内弦杆、实腹段、拱腿（主拱腿）、斜撑（次拱腿）、横向联系、桥面板及桥面铺装层组成，刚架拱片是刚架拱桥的主要承重构件，一般由跨中实腹段的主梁、空腹段的次梁主拱腿、斜撑等构成。它具有构件少、质量轻、施工简便、造价低、装配化程度高、造型美观等优点，被广泛应用于跨径25m~70m的桥梁。本课题是对肇庆石涧大桥进行刚架拱桥加固技术研究与方案设计，针对经济的快速发展，交通量大幅增大，载重等级发生较大变化，早年设计的指导思想注重于材料的节省，安全度较低，造成断面单薄、安全储备低。当前，该刚架拱桥已出现了一定程度的损伤，在运行中存在安全隐患，需要对该桥梁进行加固处理。

2. 国内外研究现状分析

刚架拱桥加固主要以提高主拱圈的承载力为主，通常其加固技术有以下几种：

加强薄弱构件，通常采取喷射混凝土，粘贴钢板，碳纤维等增大主拱圈截面，增强主拱圈强度。

增强辅助构件，如增设纵梁，横梁等。增强横向联系主要有增强横向联系的刚度和数目。这样可使拱圈的受力比较均匀，避免因横向联系的不足而产生的各种问题。

3. 研究的基本内容与计划

本课题进行刚架拱桥加固技术研究与方案设计，主要包括以下内容：以肇庆石涧大桥为工程背景，采用桥梁博士或midas等有限元软件，对刚架拱桥的力学特点进行系统分析，分析各主要构件的影响线，各主要构件在规范规定的主要工况下的内力，归纳出刚架拱桥不同构件的受力特点，查阅资料，通过系统调研，研究刚架拱桥各构件的常见病害；针对肇庆石涧大桥，根据分析结果，制定并优化加固方案，给出基本的加固设计图。

计划：

2.21~3.1 查阅文献资料，了解刚架拱桥加固的基本知识

4. 研究创新点

通过本课题的研究 ，针对广州地区刚架拱桥典型病害，从结构整体，构件及关键部位的受力特点，分析结果，提出改造加固技术方案，解决桥梁病害处治问题。