公铁同面大桥维修加固计算与初步设计开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着我国经济的日益发展, 各个地区之间的经济交往日益紧密, 我国的交通事业在此背景下得以迅猛发展。桥梁作为交通运输线路重要的组成部分,也得以兴建在交通运输中发挥着至关重要的作用。但在桥梁设计、施工及使用过程中, 通常会由于结构设计不合理、机械设备不齐全以及外界自然条件因素的影响导致桥梁产生破坏, 无法满足正常的使用要求, 严重影响桥梁使用的安全性和适用性。为了合理利用社会资源, 实现社会资源的合理配置, 应采取相应的维修加固措施对部分老化的桥梁进行处理, 保证桥梁使用的安全性、稳定性及适用性[1]

桥梁维修加固是指对存在问题的桥梁进行维修和主要承重部件的补强,以改善桥梁的结构性能,恢复桥梁结构的承载能力,提高桥梁应用的安全性,延长桥梁的使用寿命。桥梁维修加固主要针对三、四类或使用时间较长的桥梁,是使桥梁满足规定承重力要求和使用功能的有效举措[2]

目前, 我国部分桥梁的建设完成时间距今已有20~30年, 由于受当时经济技术水平、施工机械设备以及材料等诸多因素影响, 导致桥梁设计标准较低、承载力有限。同时在多年的桥梁使用过程中, 会导致氯离子、酸侵蚀到桥梁内部, 造成钢筋锈蚀, 降低结构的承载能力[3]。车辆反复行驶, 外部荷载同样会对桥梁的结构安全性造成一定影响, 现阶段我国大部分公路桥梁在环境因素及自然灾害的影响下出现一定问题,部分公路桥梁管理部门过于重视桥梁的建设,忽略桥梁的养护,导致桥梁的使用性能日益下降,无法满足交通运输的使用要求[4]。因此,加强桥梁的日常养护,对不符合交通运输要求的桥梁进行维修和加固对恢复和提高桥梁运行的安全性具有重要意义[5]

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2. 研究的基本内容与方案

本论文以枝城长江公铁两用大桥后期维修加固为研究背景,针对其后期次生病害特点,建立起三维精细化有限元模型,确定其合理边界条件。研究维修加固后期次生病害发生机理,分析公路托架上弦角钢开裂途径,计算T型钢板螺栓连接强度,分析新增设垫板与原节点板螺栓连接的可靠性,初步设计并计算复核维修加固方案。

研究方式主要是以枝城长江公铁同面连续钢桁架梁桥为研究对象,对其主要病害如原公路桥面板及铺装层性能不足、原设计荷载标准偏低、铁路振动影响等进行分析,根据原桥梁竣工文件与现设计施工图,利用ANSYS软件建立公铁同面大桥整桥三维精细化有限元模型,主桁结构中纵梁与横梁采用梁单元模拟, 桥门架及弦杆采用杆单元模拟。钢桥面板采用壳单元, 与梁杆单元共结点。桥面铺装简化为等效均布荷载。边界条件等同连续钢桁架梁, 即一端铰支, 其余支座约束为简支。然后利用ANSYS 有限元模型对荷载作用下的公铁同面大桥结构进行仿真模拟。分析公路拖架上弦角钢开裂途径。力学计算采用有限元分析方法,按照路面结构层的特点以及荷载作用点的相对位置划分单元,计算T型钢板螺栓连接强度从而保证计算精度。分析新增设垫板与原节点板螺栓连接的可靠性。从而为枝城长江公铁同面大桥的后期维修加固设计加固方案并进行复核计算。

3. 研究计划与安排

2019年2月--安装并熟悉ansys软件,查阅相关文献,完成开题报告
2019年3月--初步建精细化三维有限元模型
2019年4月—完成局部维修加固构件的计算复核
2019年5月—完维修加固的局部cad设计

完成相关专业内容的英语翻译

2019年6月--整理论文答辩

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]梁圣全,杨志军,熊鹏,叶梦君,杨锋.枝城长江公铁两用大桥病害分析及维修加固方案[j].交通科技,2014(05):47-49.

[2]笱永刚,付军,夏刚,安群慧,刘洁,李炙彬.枝城大桥公路桥维修加固结构方案分析与优化[j].中外公路,2017,37(02):94-97.

[3]jtg/t-2011公路桥梁承载能力检测评定规程[s].北京:人民交通出版社, 2011.

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