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本文在总结传统加固方法优缺点的基础上,以沪嘉高速公路两座桥的加固为依托工程,提出一种以超高性能混凝土UHPC为核心材料的加固方案,对UHPC加固桥梁的新技术进行应用研究。本文的主要研究内容与结论有:
1)通过文献调研与实地桥梁病害的调研,总结了当前桥梁加固方法的优缺点。
2)通过对沪嘉高速两座桥——蕰藻浜桥和新槎浦桥病害的调研与UHPC材料技术的总结,提出了一种基于UHPC的加固方法,具体为通过对甲式桥面板下增设5cm厚UHPC材料进行复合截面加固,并在UHPC砼内增设D10@100mm钢筋的加固方案。
3)基于精细化分析的方法对原结构加固前后的力学特征进行了分析,结果表明:对于原结构,腹板上侧部分正应力最大值达到2.884MPa,超过C40混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.40MPa,底板正应力最大值达到3.281MPa,超过C40混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.40MPa,活载作用下,甲式板正应力最大值达到18.88MPa,乙式板正应力最大值达到9.33MPa。
采用5cm厚的UHPC加固方案中腹板上侧部分正应力最大值为1.352MPa,不超过C40混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.40MPa,底板正应力最大值为2.569MPa,应力得到改善。活载作用下甲式板正应力最大值为3.058MPa,乙式板正应力最大值达到8.557MPa。与原结构相比,活载作用下甲式板应力降低83.8%,乙式板降低8.3%,槽型梁腹板上部应力降低53.1%,中部降低99%,底板应力降低21.7%。且UHPC加固材料将受到的最大正应力为4.443MPa,不超过其自身抗拉强度(7~10MPa),这表明采用UHPC的加固方案完全可行的。
4)所提出的UHPC加固方案可与原有结构形成整体共同抵抗原有应力,提高原有槽型梁结构的极限承载力。该技术能够减轻加固所产生的自重,增加结构的空间利用率,且施工步骤简单,施工周期短,节省了后期对钢板的防腐锈蚀的投入成本。同时本方法可以在开放交通的情况下进行施工,加固后无需特殊的养护条件,常温下即可成型,且养护的时间短。
1)通过文献调研与实地桥梁病害的调研,总结了当前桥梁加固方法的优缺点。
2)通过对沪嘉高速两座桥——蕰藻浜桥和新槎浦桥病害的调研与UHPC材料技术的总结,提出了一种基于UHPC的加固方法,具体为通过对甲式桥面板下增设5cm厚UHPC材料进行复合截面加固,并在UHPC砼内增设D10@100mm钢筋的加固方案。
3)基于精细化分析的方法对原结构加固前后的力学特征进行了分析,结果表明:对于原结构,腹板上侧部分正应力最大值达到2.884MPa,超过C40混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.40MPa,底板正应力最大值达到3.281MPa,超过C40混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.40MPa,活载作用下,甲式板正应力最大值达到18.88MPa,乙式板正应力最大值达到9.33MPa。
采用5cm厚的UHPC加固方案中腹板上侧部分正应力最大值为1.352MPa,不超过C40混凝土的抗拉强度标准值ftk=2.40MPa,底板正应力最大值为2.569MPa,应力得到改善。活载作用下甲式板正应力最大值为3.058MPa,乙式板正应力最大值达到8.557MPa。与原结构相比,活载作用下甲式板应力降低83.8%,乙式板降低8.3%,槽型梁腹板上部应力降低53.1%,中部降低99%,底板应力降低21.7%。且UHPC加固材料将受到的最大正应力为4.443MPa,不超过其自身抗拉强度(7~10MPa),这表明采用UHPC的加固方案完全可行的。
4)所提出的UHPC加固方案可与原有结构形成整体共同抵抗原有应力,提高原有槽型梁结构的极限承载力。该技术能够减轻加固所产生的自重,增加结构的空间利用率,且施工步骤简单,施工周期短,节省了后期对钢板的防腐锈蚀的投入成本。同时本方法可以在开放交通的情况下进行施工,加固后无需特殊的养护条件,常温下即可成型,且养护的时间短。