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钢箱梁桥桥面板加固方法试验研究

许传博

   改革开放以来,我国已建成了20多座以钢箱梁为主梁的大跨度斜拉桥、悬索桥,但随着桥梁服役时间的增长,受交通量的迅速增长、重载和超载车辆增加等因素,其钢桥面铺装及桥面板本身均出现了不同程度的疲劳损伤、裂缝等病害。 由于钢箱梁桥面板的维修加固比较特殊,现阶段只能停留在对检测出来的裂缝进行诸如扩缝焊接或者局部换板的处理上,不能从根本上解决钢箱梁桥面板的病害,而且目前针对微裂缝、微创伤等尚未外现的病害尚无进一步措施以阻止其扩展。考虑钢箱梁裂纹主要产生的部位在焊缝处,因此减少钢箱梁的裂缝疲劳破坏损伤,提高焊缝的抗疲劳能力和钢箱梁桥面板的整体刚度是关键。 本文以广东马房北江大桥维修加固工程背景,开展钢箱梁桥面板加固方法试验研究,研究通过改进桥面板或桥面铺装层结构,提高桥面板刚度,减小正交异性钢桥面板各部位的应力和变形,从而提高其抗疲劳强度。选取了聚合物改性水泥混凝土铺装加固方案和夹芯钢板系统覆盖法(SPS)两种加固方案进行研究比较。通过室内材料试验、外观检查、桥面线形跟踪测试、实桥静载试验、有限元分析等研究工作,得出如下结论: (1)通过实桥外观检查,发现钢箱梁桥疲劳损伤以焊缝处的裂纹为主。可见焊缝是抗疲劳最薄弱的部位。 (2)SPS夹芯钢板系统材料性能试验各项指标良好。可以应用于桥面钢板加固。 (3)通过实桥静载试验,正交异性桥面板局部应力、变形在铺装改造后均有大幅下降。相对而言,聚合物混凝土铺装方案改善效果略好。 (4)通过桥面系有限元分析可知汽车轮载引起纵肋与横肋连接部位的应力集中是该处疲劳裂纹产生的原因之一。可知采用合理的铺装层能减小钢桥面板局部应力。 综上,聚合物改性水泥混凝土铺装加固方案和夹芯钢板系统覆盖法(SPS)两种维修加固方法均可有效降低桥面板应力与变形,根据实桥静载试验及桥面系有限元分析结果,聚合物改性水泥混凝土铺装方案改善效果略好。但就两种加固方案的耐久性和实际长期使用效果而言,还需进一步进行长期跟踪观察研究。……   
[关键词]:钢箱梁;桥面板;加固方法;试验;研究
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华南理工大学2010年
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