下套拱加固石拱桥复合拱圈极限承载力研究

下套拱加固石拱桥形成的复合拱圈由石块、砂浆、混凝土和钢筋四种材料组成,而且属于二次受力结构,受力复杂.采用分离模型和整体连续体模型相结合的方法,提出复合拱圈的极限承载力有限元计算方法.有限元计算结果与试验结果吻合良好,表明有限元计算方法能够反映复合拱圈的受力性能.应用该方法,对某实桥进行了分析,结果表明,复合拱圈在半跨均布活载和L/4集中活载联合作用下的破坏模式为四铰破坏,第二个铰出现时荷载已达极限荷载的77.9%.复合拱圈的极限承载力随着集中活载占总活载的比例的增大而减小,随加固层厚度和配筋率的增大而增大.加固层混凝土的强度对复合拱圈的极限承载力影响较小,因此,加固层不必采用高强混凝土.     

双曲拱桥加固提载技术探讨

文章以安庆某双曲拱桥的加固设计为例,通过将空腹式双曲拱桥的拱式腹拱及拱顶实腹段等拱上建筑拆除后,重建梁式拱上建筑,从而达到减轻恒载、调整主拱圈受力状态;拱背浇筑一层10 cm厚混凝土,拱脚部位适当加厚,增大拱圈截面,拱肋下缘局部采用粘贴碳纤维布,抵抗拉应力降低拱顶正弯矩,提高拱圈承载能力.     

隧道不同损伤衬砌套拱加固对比试验研究

研制马蹄形隧道套拱加固模型试验加载装置,对衬砌任意位置加载,在损伤衬砌受力同时进行套拱加固,实现了衬砌"二次受力"试验过程。采用破坏性模型试验,研究松动荷载作用下,不同损伤状态衬砌套拱加固构件变形特性、力学响应、加固效果和破坏模式。研究结果表明:衬砌结构刚度随荷载增加逐渐退化,衬砌承受极限承载力时,套拱加固后承载力提高86%;衬砌在剩余承载力13.8%时套拱加固后,极限承载力提高110%。起拱线以上30°位置可作为地层抗力分界线,加固时机越早,最终破坏荷载越高。套拱加固构件呈延性破坏,关键控制截面是拱顶和拱脚;拱顶易发生大偏心压弯破坏,建议增加套拱拱顶内侧纵向配筋,提高抗拉承载力;拱脚出现压剪破坏,应增设套拱拱脚箍筋,以提高抗剪切能力。     

公路旧桥的加固设计及其静、动载试验研究

采用粘贴碳纤维布和粘贴钢板加固桁架拱,静动载试验结果表明,加固后桥梁的整体刚度和承载力得到了一定程度的提高,说明采用粘贴碳纤维布加固拉弯构件、粘贴钢板加固受压构件的综合加固方法是有效的。     

隧道不同损伤状态二次衬砌预养护试验研究

采用1∶10破坏性模型试验,研究隧道不同损伤状态衬砌预养护构件变形特性、破坏模式与承载力.研究表明:预养护试件整体破坏由原衬砌拱腰极限承载力控制;预养护损伤衬砌受力过程为"加载—原裂缝贯通—套拱拱顶裂缝贯通—试件破坏",整体结构刚度逐渐退化.关键部位破坏顺序为"拱顶开裂—拱腰脆性断裂—拱顶延性破坏".裂缝深度为1/3衬砌厚度损伤状态可作为合理预养护时机;不同损伤状态衬砌预养护曲率突变点一致,可作为加固构件养护控制基准;提出衬砌预养护构件破坏荷载与损伤状态关系简易计算公式,计算结果与试验误差约5%.     

复合主拱圈加固石拱桥极限承载力参数研究

 研究了复合主拱圈加固石拱桥时极限承载力的受力特点。以一座在加固的等截面圆弧拱桥为例,考虑了加固结构二次受力的特点和新旧结构不同材料的力学性能,分析了其主要结构参数,如加固层高度、加固层宽度、加固层纵筋率和加固层箍筋率对加固后主拱圈承载力的影响。经过结构参数计算分析发现,当加固层高度为原拱圈0.25～0.50倍时,承载力增大值较明显;当加固层宽度超过原拱圈宽度的67%,承载力增大缓慢;加固层纵筋率超过1.162%,承载力增大值较小;增加加固层箍筋率对加固后拱桥的承载力影响较小。分析结果为复合主拱圈加固石拱桥设计提供了结构参数选取的建议,可为此类桥梁的设计提供有利的参考。     

论浆砌石拱桥拱圈锚喷混凝土加固

近年来,随着经济的快速发展,交通量日益增长,特别是大吨位车辆的快速增长,对于大多数上世纪80年代-90年代修筑的拱桥来说,已是超负荷使用,损坏故大。时间一长,各种病害不断产生,特别是桥面深陷,拱圈裂缝,桥墩、桥台,也不同程度的裂缝及浆砌石脱落,如不及时加固维修,将会产生一系列严重后果,下面简述用锚喷技术对浆砌拱加固。1主要施工机具     

复合主拱圈弹塑性本构关系等效方法

基于原拱圈和加固层共同工作、协调变形原理,以复合主拱圈加固圬工拱桥的拱段为研究对象,推导出适合有限元分析的混凝土与砌体理想弹塑性本构关系。对加固后的拱段应用推导的本构关系,采用有限元软件ANSYS建立了数值分析模型,并对该本构关系进行实验校核。结果表明,采用混凝土与砌体理想弹塑性本构关系,有限元数值和实测数值非常接近,有限元极限承载力数值比实测极限承载力数值小6.8%~9.2%;建立的混凝土和砌体的理想弹塑性本构关系在复合主拱圈加固圬工拱桥时可靠性较高,可供同类桥梁结构分析应用。     

复合主拱圈弹塑性本构关系等效方法

 基于原拱圈和加固层共同工作、协调变形原理，以复合主拱圈加固圬工拱桥的拱段为研究对象，推导出适合有限元分析的混凝土与砌体理想弹塑性本构关系。对加固后的拱段应用推导的本构关系，采用有限元软件ANSYS建立了数值分析模型，并对该本构关系进行实验校核。结果表明，采用混凝土与砌体理想弹塑性本构关系，有限元数值和实测数值非常接近，有限元极限承载力数值比实测极限承载力数值小6.8%～9.2%；建立的混凝土和砌体的理想弹塑性本构关系在复合主拱圈加固圬工拱桥时可靠性较高，可供同类桥梁结构分析应用。     

基于EPS混凝土的双曲拱桥加固方法

以加固时受基底承载力限制的危旧双曲拱桥为研究对象,基于拱上填料表观密度大,整体性不足的特点,提出采用EPS轻质混凝土换填拱上填料加固双曲拱桥的新方法。通过对EPS混凝土的强度和变形特点的分析,阐明EPS混凝土的加固机理;并结合工程实例,建立加固后双曲拱桥的实体有限元模型,对换填前后的结构进行分析。结果表明,采用表观密度小、变形能力大的EPS混凝土换填双曲拱桥的拱上填料,能够对桥梁进行合理卸载,在增强上部结构整体性的同时明显改善主拱圈的受力状态,达到恢复或提高桥梁承载能力的目的。     

钢板加固受不同初始载荷RC梁抗弯试验研究

将经历不同加载历史的钢筋混凝土梁按其初始受力的大小划分为三种受力状态,并对这三种受力状态不同的混凝土梁卸载后,采用粘钢板加固法进行加固,使其提高到相同的承载力水平。研究在每一种加载历史下,粘钢板加固法加固的钢筋混凝土梁的抗弯性能,以及不同的初始载荷对加固效果的影响。结粜表明:采用钢板加固可以显著提高梁的抗弯承载力,同时对增强梁的抗弯刚度也有良好作用,加固前梁所受的初始载荷越大,相应梁的承载力则提高得越小,初始载荷较小的加固梁,加固后能很好的阻止原裂缝的扩展,而对于初始载荷较大的加固梁,在二次加载初期,加固材料并不能很好的阻止原裂缝的扩展。     

双曲拱桥承载能力评估

探讨某双曲拱桥承载能力评估问题。根据双曲拱桥的主拱圈是拱桥主要受力结构的受力特点,采用ANSYS有限元分析程序,对某双曲拱桥进行受力分析和承载能力评估,具体过程为:根据该拱桥的受力特点,将拱肋与拱波形成的组合截面作为主拱圈的截面,将拱上建筑与桥面系作为集中或分布荷载作用在主拱圈上,按桥梁设计规范对拱桥施加活荷载,对桥梁进行力学性能计算,根据计算结果进行桥梁承载能力评估,计算结果表明:该桥在原设计荷载作用下,其轴力、剪力均能满足要求,拱脚及拱顶处的偏心距不满足。所以,应对该拱桥进行加固改造,以满足交通运输发展的需求。     

粘贴不同层数CFRP加固梁受力性能有限元分析

碳纤维增强聚合物(CFRP)加固技术日趋成熟,但加固钢筋混凝土梁所需CFRP的层数却常以经验确定,导致CFRP粘贴层数偏多,趋于保守,造成浪费.以实测材料参数为依据,通过ANSYS有限元模型,计算粘贴不同层数CFRP后梁的受力性能,找到最佳粘贴层数,为工程实践提供参考.计算结果表明,粘贴CFRP的梁承载力及变形性能大幅提高,通过分析,提出两点主要影响因素及其可能导致的结果,并推测了试验裂缝的分布模式及发展状态.     

碳纤维布加固预应力混凝土空心板试验研究

为研究碳纤维布加固预应力混凝土空心板在近似均布载荷作用下的受力性能和加固效果,通过8块按工程实际尺寸设计制作的预应力混凝土空心板试件,在近似均布载荷作用下的试验,研究不同的碳纤维布粘贴方式及粘贴数量,对碳纤维布加同预应力混凝土空心板受力性能和加固效果的影响:阐述了加固后试件承载力提高程度、裂缝开展情况,及载荷-应变、载荷-挠度的变化.试验结果表明:在近似均布载荷作用下,采用碳纤维布加固预应力混凝土空心板,可以有效提高承载力:40%～120%左右,加固效果明显.     

粘贴碳纤维或钢板加固受弯构件的效果对比

粘贴碳纤维或钢板是桥梁加固中常用的两种被动加固方法,以粘贴碳纤维布和钢板加固钢筋混凝土T梁为例,从加固计算原理、加固后承载力、各材料强度和刚度方面对比分析加固效果.计算结果表明:粘贴1~3层碳纤维布加固与粘贴4~10 mm钢板加固对比,前者对梁的承载力及刚度提高效果都不如后者;粘贴碳纤维布的高强度没有得到充分发挥,加固对各材料的应力强度改善不明显,适合于构件的抗裂性加固;若要提高梁的承载力和整体刚度,采用粘贴钢板加固比较合适.     

老旧肋拱桥主拱肋承载能力分析与加固设计

为解决某工程资料缺失的老旧肋拱桥承载能力评估和全桥改造加固设计的工程问题，采用现场病害调查和桥梁结构参数检测、有限元模拟计算等方法，在肋拱桥材料劣化和截面削弱病害分析的基础上，对实际承载能力的退化影响展开分析，提出了适应性桥梁整体改造和加固设计方案，并对整治效果进行了评价。老旧肋拱桥在病害维修及旧管线迁改基础上，主要采用“桥面改造+拱肋及墩台外包加固”的改造加固设计方案，增强主拱圈受力整体性，有效提高了主拱圈承载能力和耐久性。     

碳纤维布对具有初应力的钢筋混凝土梁抗剪加固试验

以五片T梁模型破坏试验为基础,研究了碳纤维布粘贴层数、方式和二次受力对钢筋混凝土T梁抗剪极限承载力的影响。试验结果表明,粘贴碳纤维布显著减小了钢筋混凝土T梁的裂缝数量和宽度,抑制了裂缝的开展,对提高普通钢筋混凝土构件耐久性有重要作用;采用适当的锚固措施可以有效防止构件发生早期破坏,提高构件的极限抗剪能力;对于有锚固的粘贴方式,有预加载的T梁抗剪极限承载力明显高于无预加载的T梁;在无锚固的情况下,用碳纤维布作抗剪加固后的T梁破坏较突然,有可能使梁的加固效果出现负效应。     

水平粘贴CFRP加固多孔砖砌体墙的抗震性能试验

目的研究水平粘贴CFRP加固多孔砖砌体墙的抗剪承载力及延性,探讨CFRP粘贴基层处理方式对多孔砖砌体墙抗震加固性能的影响.方法通过对3片多孔砖砌体墙试件的低周反复荷载试验,分析了采用水平方向粘贴CFRP加固的多孔砖砌体墙的破坏过程及加固效果,讨论了加固后的墙体试件的受剪承载力、受剪破坏形态以及CFRP粘贴方式对加固墙体抗震性能的影响.结果对比未加固的墙体,有砂浆基层的CFRP加固的墙体试件开裂荷载及受剪承载力分别提高了3.6%和8.2%,极限变形增大1倍;直接在砌块表面粘贴CFRP加固的墙体试件开裂荷载及受剪承载力分别提高了16.3%和27.8%,极限变形增大1.5倍.结论多孔砖砌体墙上水平方向粘贴的CFRP能延缓墙体裂缝的开展,提高墙体的抗剪承载力,增强墙体的整体性,增大墙体的极限变形,从而改善墙体抗震性能;直接将CFRP粘贴在墙体的砌块上抗震加固效果更好.     

腹板开大洞口RC梁的体外加固技术对比试验研究

试验研究不同加固方式对腹板开大洞口钢筋混凝土(RC)梁的加固效果.结果表明,洞口破坏了梁的抗剪机制,使其承载力与刚度大幅降低,发生脆性破坏.3种加固方法均能有效限制洞口角部斜裂缝开展,提高其抗剪承载力.碳纤维复合材料(CFRP)加固对梁刚度提高不明显,但加固梁延性显著增加.粘贴钢板加固易发生钢板局部膨出,上肢混凝土压溃,破坏脆性.带肋钢板加固使梁刚度削弱基本恢复,承载力大幅提高.带肋钢板加固梁的破坏较为延性,且加固效果有望因楼板翼缘而进一步改善.开洞尺寸是影响加固效果的最主要因素,一定范围内体外加固能够使梁受力性能得到恢复,超出则加固效果明显削弱.     

赵家窑双曲拱桥加固改造设计与施工

本文通过公路养护实践经验，以赵家窑桥为例介绍了双曲拱桥加固改造的设计方案与施工工艺。粘贴钢板补强拱肋、增设拱肋间横系梁以增加桥梁整体刚度，对双曲拱桥既有拱波、腹拱及拱脚等应力集中、容易产生裂缝的部位进行覆盖，此方案施工简便、工艺成熟，不破坏原有结构物，加固工期较短，经济合理，提高了结构的耐久性，通过对赵家窑桥的成功提载，为同类桥梁加固改造的设计与施工积累了宝贵经验。