华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 51 ›› Issue (4): 31-43.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.220152
所属专题: 2023年土木建筑工程
谢肖礼1 勾文鑫1 庞木林1 邱辰1,2
收稿日期:
2022-03-23
出版日期:
2023-04-25
发布日期:
2022-11-15
通信作者:
庞木林(1994-),男,博士生,主要从事工程结构承载力设计与优化研究。
E-mail:957604200@qq.com
作者简介:
谢肖礼(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事力学、结构仿真及非线性、大跨度高性能桥梁研究。E-mail:xxl2002gxu@sina.com
基金资助:
XIE Xiaoli1 GOU Wenxin1 PANG Mulin1 QIU Chen1,2
Received:
2022-03-23
Online:
2023-04-25
Published:
2022-11-15
Contact:
庞木林(1994-),男,博士生,主要从事工程结构承载力设计与优化研究。
E-mail:957604200@qq.com
About author:
谢肖礼(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事力学、结构仿真及非线性、大跨度高性能桥梁研究。E-mail:xxl2002gxu@sina.com
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摘要:
钢筋混凝土(RC)刚架拱桥常见的加固方法大多属于局部加强而非整体改造,因此对于改善结构受力性能的作用极其有限,难以满足我国现阶段公路交通荷载日益增大的需求。针对以上问题,文中首先提出了一种新型加固方法——板桁组合加固法,该加固方法在主梁两侧架设钢桁架,通过植筋、焊接、铺设钢筋网和浇筑混凝土等措施使钢桁架与主梁牢固连接,形成板桁组合结构,从而使结构受力从主梁受力体系转变成板桁组合受力体系,实现对结构受力的优化;然后,利用该方法对某刚架拱桥进行加固改造,通过有限元仿真模拟与桥梁动载试验,对该新型加固方法的有效性和实用性进行验证。结果表明:加固后结构自振频率有效提高;竖向刚度和承载力显著增大;结构一阶面内竖弯频率理论值较加固前提高80.5%,公路-I级荷载作用下加固后结构下挠值较加固前减小56.8%,混凝土构件应力水平较加固前减小10.9%~69.8%;该加固方法对结构的动力特性具有改善作用,加固后结构的竖向振动效应小于加固前且实测冲击系数远小于现行规范值,结构动力性能良好。
中图分类号:
谢肖礼, 勾文鑫, 庞木林, 等. RC刚架拱桥的板桁组合加固及动力特性[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(4): 31-43.
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表1
加固材料及用量"
构件 | 截面形式 | 材料 | 尺寸参数/(mm×mm×mm) | 截面惯性矩/mm4 | 截面积/mm2 | 用量 |
---|---|---|---|---|---|---|
上弦杆 | 箱型截面 | Q345 | 400×250×20 | 7.60×108 | 24 400 | 19.0 t |
下弦杆 | 双槽钢截面 | Q345 | 320×90×10 | 1.31×108 | 7 750 | 5.8 t |
腹杆 | 双槽钢截面 | Q345 | 250×200×9 | 4.07×108 | 10 900 | 10.6 t |
钢筋 | 圆形 | HRB300 | Φ8 | 3.4 t | ||
节点板 | Q345 | 10.3 t | ||||
缀板 | Q345 | 356×250×15 | 0.8 t | |||
抗拔抗剪连接件 | 圆形 | HRB400 | Φ24 | 280根 | ||
新浇桥面板 | C30 | 54.7 m3 | ||||
合计:钢用量(含钢筋),49.9 t (0.109 t/m方正汇总行2);混凝土用量,54.7 m3(0.120 m3/m2) |
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