独柱支承桥梁抗倾覆加固技术研究与应用

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1、独柱支承桥梁抗倾覆加固技术研究与应用(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：土木工程系工程领域：项目管理申请人：聂雷指导教师：王元清教授联合指导教师：卢士军高工二〇一七年十二月ResearchandApplicationofAnti-overturningandStructural-reinforcementTechnologyofSingle-ColumnBearingBridgeThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthep

2、rofessionaldegreeofMasterofEngineeringbyNieLei(ProjectManagement)ThesisSupervisor:ProfessorWangYuanqingAssociateSupervisor:SeniorEngineerLuShijunDecember,2017摘要摘要独柱支承桥梁作为城市立交桥、高架桥广泛应用的桥型。近年来发生多起倾覆事故，早期建设的桥梁经过多年的使用也需要维修加固，目前对于独柱支承桥梁结构分析和加固方法相关规范对此也无明确的结论和计算方法。全国多个省市已逐渐开展了独柱支

3、承桥梁抗倾覆稳定性的排查工作，由于独柱支承桥梁数量众多，且其中有一部分确实存在倾覆安全隐患，目前急需对独柱支承桥梁进行验算复核以及现场特殊检测对存在安全隐患的桥梁进行排查并提出相应处理方案。鉴于此，对独柱支承桥梁抗倾覆加固技术研究具有重要意义。本文针对独柱支承桥梁抗倾覆加固技术展开了研究，归纳总结了国内外独柱支承桥梁倾覆事故、国内外相关规范规定及独柱支承梁桥抗倾覆的相关理论，然后分析了独柱支承桥梁倾覆破坏机理、破坏形态、破坏特征，抗倾覆稳定影响因素，提出了验算独柱支承梁式桥倾覆稳定的方法及标准，对北京市独柱支承桥梁进行了调查统计得出此类桥梁常

4、见病害形式，最后对独柱支承桥梁抗倾覆加固方法进行了研究并以实际工程对其进行了验证。论文开展了如下研究：以玉泉营立交5#桥为例进行有限元分析和现场检测复核得出梁体在温度、收缩徐变、预应力等与汽车活载的多种组合作用下会导致结构的变形、爬移、转角增大等病害发生，从而使桥梁的初始稳定状态发生不断的改变，它虽未能引起桥梁瞬间倾覆，但在长期作用下使稳定体系发生改变。结合传统的支座反力法提出了一种优化的稳定系数法来验算独柱支承桥梁抗倾覆稳定性。桥梁倾覆稳定性验算时以边支座脱空为控制指标来确定中墩铰接独柱支承梁式桥的倾覆稳定安全系数。对北京市独柱支承梁式桥进

5、行调查统计得出此类桥梁常见病害形式有支座偏移、支座脱空、支座开裂、伸缩缝错台及变位等。从桥梁概况、加固设计和施工工艺三个方面介绍了独柱支承桥梁抗倾覆加固技术应用实例——四惠立交北向东匝道桥7-1#桥加固工程，通过有限元计算对比分析加固前后桥梁受力情况和抗倾覆能力发现墩柱加粗及增设可调高单向滑动支座的方法有效，墩柱加粗增设可调高单向滑动支座可为独柱支承类桥梁抗倾覆加固设计提供参考。关键词：独柱支承桥梁；抗倾覆稳定性；加固；可调高单向滑动支座IAbstractAbstractSingle-columnbearingbridgehasbeenwid

6、elyusedincityinterchangeandhighway.Inrecentyears,manyoverturnedaccidentsoccurred,meanwhile,earlyconstructionofthebridgeafteryearsofusealsoneedtorepairandreinforcement.Atpresent,thereisnoclearconclusionandcalculationmethodfortheanalysisandreinforcementmethodsofsingle-columns

7、upportingbridges.Anumberofprovincesandcitiesacrossthecountryhavegraduallycarriedoutinvestigationsontheanti-overturningstabilityofsingle-columnsupportingbridges.Duetothelargenumberofsingle-columnsupportingbridgesandthefactthatsomeofthemdohavepotentialsafetyhazards,itisurgent

8、lynecessarytocarryoutthecheckingandverificationofthesingle-columnsupportingbridges