1. 研究目的与意义
桁架拱桥是以桁架形式的肋拱为主要承重构件的一种桥梁结构形式,桁架拱肋主要由下弦杆、上弦杆和腹杆组成。竖向的承受能力强,整体性好,施工方便,节省材料,桁架拱桥在我国曾被广泛的推广应用。
随着我国国民经济的日益发展,交通运输量的迅速增长,我国危桥总长已达2万余延米。若将其拆除重建,不仅要耗费大量资金,而且工期也较长;若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造,桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满足交通量的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性,为国家带来巨大的经济和社会效益。因此,加固设计必须本着牢固可靠、简便耐用、经济适用的基本原则。
桁架拱桥的上部结构一般是由桁架拱片、横向联接系和桥面三部分组成,其主要承重结构是桁架拱片。桁架拱桥是由拱和桁架两种结构体系组合而成,因此兼具有桁架和拱的受力特点。桁架拱桥一般由上、下弦杆、腹杆、实腹断组成的桁架拱片,横向联接系和桥面系三部分组成。桁架拱片是桁架拱桥的主要承重结构,承受上部结构的自重,并与桥面结构一起承受活载,把活载和恒载传到墩台上去。
2. 国内外研究现状分析
随着我国国民经济的日益发展,交通运输量的迅速增长,我国危桥总长已达2万余延米。若将其拆除重建,不仅要耗费大量资金,而且工期也较长;若有计划、有步骤的对现有旧桥进行加固改造,桥梁加固后,可以延长桥梁的使用寿命,用少量的资金投入,使桥梁能满足交通量的需求,还可以缓和桥梁投资的集中性,为国家带来巨大的经济和社会效益。因此,加固设计必须本着牢固可靠、简便耐用、经济适用的基本原则。
3. 研究的基本内容与计划
根据检测报告及基于检测结果的计算,结合已有的加固设计经验,对该桥主拱下弦杆背部采用外包钢筋混凝土增大截面法加固,提高下弦杆的承载能力,对跨中实腹段采用外贴纤维布进行加固,对横系梁采用恢复损坏横系梁,增设钢剪刀撑,增强主拱横向联接,提高桥梁结构整体性。凿除重做桥面铺装,顺平桥面与路面交接处坡度,增设桥梁伸缩缝,提高桥面的整体性和抗裂防渗能力,修复其他构件。
针对昆山市杨林港大桥,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。
2.16~3.1查阅文献资料,了解桁架结构的相关理论规范与知识
4. 研究创新点
通过采用桥梁博士有限元软件对桁架拱桥的力学特点进行了系统的分析,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,归纳出桁架拱桥的不同构件的受力特点和常见问题,通过增大截面加固法,粘贴钢板加固法,改变结构体系加固法,体外预应力加固法之间的相互比较,对于不同构件采用了最优化的加固方法进行加固,使得旧桥整体承载能力增强,安全稳定,延长了桥的使用年限。
