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随着经济的迅速腾飞,日益增加的交通量带给桥梁建设者更大的责任,同时也对许多已建桥梁承载力提出更高的要求。对于一些已投入使用的大跨径桥梁虽然满足结构性能要求,但仍然出现了损害结构使用的病害,尤其是一些大跨预应力混凝土刚构-连续梁组合桥梁,出现较大的次边跨、中跨下挠以及箱梁斜裂缝等病害,直接威胁桥梁结构的运营寿命,对该类桥梁加固研究成为行业工作热点。 本文归纳、总结了国内外在桥梁病害加固设计中取得的研究成果,并综合考虑了传统加固方法加固大跨刚构-连续组合桥病害的优劣,分析探索部分斜拉变体系加固方法在实际工程中的应用。以宁夏某T构加固为依托,提出并推导了部分斜拉体系静力、动力两种荷载模式下的力学公式,并加以验证。 本文依托山东某黄河特大桥,该桥自1993年建成通车后,运营期间中出现严重下挠、腹板斜裂缝问题,先后进行体外预应力加固以及部分斜拉体系加固。基于上述实际工程背景,开展如下分析研究工作: 1.采用MIDAS/CIVIL结构分析软件建立全桥结构离散模型,对原有结构桥梁进行构造及设计参数验算;并在实际桥梁检测报告的基础上,针对实际加固前桥梁状态的模拟,着重进行了预应力时效损失的位移分析、既有腹板裂缝条件下刚度分析以及刚度与徐变耦合分析,确定损伤参数,提出基于时变效应下的损伤模型,以此模拟原结构加固前实际状态。 2.在正确模拟结构加固前实际状态的前提下,建立杆系单元模型,对体外预应力加固、部分斜拉体系加固的极限状态进行验算。分析得出体外预应力的加固效果不明显,并不能有效的改善结构跨中下挠问题;部分斜拉体系加固则在改善主梁跨中下挠问题上效果显著,且整个加固过程中、加固后箱梁顶、底板应力均在规范范围内,应力储备较大,并以此来指导实际加固工程施工。 3.在包络设计原则的前提下,提出不同损伤刚度条件下部分斜拉体系加固的参数分析,通过分析不同刚度下部分斜拉体系加固参数如塔高、索力等,得到不同损伤刚度下各个参数加固取值范围,为设计人员对部分斜拉体系加固的参数选择提供帮助。