橋梁加固手藝

橋梁加固技術分析PAGE4橋梁加固技術分析1問題的提出1.1工程概況xx線鄭州xx大橋，其上部結構由71孔40m上承式鋼板梁組成，雙線橋墩，上下行橋面線路均為木枕明橋面，為一鉚接鋼板梁。通過對該橋的實時監(jiān)測結果表明，提速貨車通過橋梁時，橋梁跨中橫向振動幅值普遍較大。中等跨度鐵路橋梁橫向剛度不足、橫向振動較大已成為普遍現(xiàn)象。通過理論計算與現(xiàn)場實測，認為鐵路上承式鋼板梁橋橫向振幅過大的主要原因之一是梁體本身的橫向剛度不足，當列車以高速通過橋梁時，對橋梁的橫向作用力增大，橋梁的橫向位移過大。該橋鋼材采用16Mnq鋼，兩片主梁中心矩為2m，每片主梁由高3280mm厚12mm的腹板及寬450mm的翼緣板用12mm×12mm的自動焊縫連接組成工字截面。腹板全長達40.6m。翼緣板采用變截面的，在翼緣截面變化處，在構造上都考慮了使截面均勻過渡。豎向加勁肋用板條做成，成對地布置在腹板的兩側。從支點到跨中以間距為：1.3m、1.3m、1.4m、1.3m、1.3m、1.4m、1.3m、1.3m、1.4m、1.3m、1.3m、1.4m、1.3m、1.3m、1.4m分布。1.240m上承式鋼板梁模型的建立腹板采用截面為3280mm×12mm，長40.6m的板單元模型。y方向按豎向加勁肋布置進行剖分，另外在翼緣截面變化處再進行細分，z方向剖分為3塊。上、下翼緣沿y方向采用不同截面的板單元模型。y方向為與腹板連接，剖分形式和腹板相同?？紤]到豎向加勁肋的寬度，x方向剖分為4塊，1塊的寬度為豎向加勁肋的寬度。另外，由于我們把橋面鋪裝平均到主梁的上翼緣板，故上翼緣不同厚度的板單元的密度不同。下翼緣密度相同，等于整個結構的密度。上、下平縱聯(lián)采用truss單元，橫聯(lián)也為truss單元，橫聯(lián)、斜撐采用truss單元，每隔4m一對。豎向加勁肋為板單元，厚度為12mm。本模型由板單元(plate)、桁單元(truss)組成。其中共有節(jié)點1184個；桁單元包括上屏縱聯(lián)桿件61，下平縱聯(lián)桿件46，橫聯(lián)桿件20，共計127；板單元包括腹板222，上、下翼緣592，豎向加勁肋432共計1246。2靜力加固方案研究對于線性靜態(tài)應力分析，我們采用中-活載的換算荷載布置荷載，查中-活載的換算荷載表得：加載長度為40m，跨中的換算荷載為96.1kN/m。根據(jù)有限元分析結果確定梁的內力控制截面，控制截面的選擇必需有代表性，便于分析和計算。撓度控制截面應布置在結構最大撓度處，應變測點應布置在最不利端面的最大受力纖維上。本例為單跨簡支梁，故我們選跨中為控制截面。我們以提高梁體的橫向剛度和自振頻率為目的，對40m上承鋼板梁橋的橫向靜力加固方案和動力模態(tài)進行了較為全面的研究和計算分析。分別對不同的加固方案進行了建模分析，計算出了控制截面處的橫向位移、豎向位移、總位移、構件的應力和自振頻率等參數(shù)，進行分析比較，從而選出合理的加固方案。為了提高鋼板梁的橫向剛度，進而提高橋梁的橫向自振頻率，在一定速度下避開共振區(qū)，改善橋梁的橫向動力特性，一個較有效的措施就是提高上、下平縱聯(lián)的抗剪變形能力。因此，可以采取措施加強上、下平縱聯(lián)的連接桿件，用以提高上、下平縱聯(lián)的抗剪能力，增強鋼板梁的橫向剛度。2.1加強上平聯(lián)方案一：將上平聯(lián)的三角連接形式改為交叉連接形式。2.2加強下平聯(lián)牢方案二載：在方填案一的歪基礎上遇，將下輛平聯(lián)的依橫聯(lián)加匙密。彼方案三骨：在方緣案二的屠基礎上補，將下堆平聯(lián)的趁三角連紋接形式疊改為交松叉連接練形式。懼2.3脾暢閉上平聯(lián)茅雙倍加喂固古方案四術：在方因案三的師基礎上油，將上交平聯(lián)的并橫桿的催截面加任倍。拐方案五雙：在方也案四的卵基礎上板，將上鼓平聯(lián)的冰交叉桿觸件的截鴉面加倍門。攔2.4企層擠下平聯(lián)梯雙倍加俱固分方案六遣：在方叉案五的親基礎上毀，將下宵平聯(lián)的內橫桿的償截面加津倍。諒方案七救：在方旱案六的嬸基礎上迅，將下無平聯(lián)的奶交叉桿肢件的截膛面加倍局。僅2.5逢陶概橫聯(lián)雙痛倍加固之方案八哥：在方梨案七的方基礎上級，將橫見聯(lián)的交寺叉桿件抹的截面首加倍。羊3瀉遼加固前屆后計算輸結果對塌比院3.1臣尸揮計算結秒果情表藥3-1幕揚氣各方案謹位移、傻內力比委較礎總位移唱(價m)刻水平位贊移犯(代m)拌豎向位玩移帳(聽m)徹弦桿軸誠向力按(渾N/百m悔2默)寺彎矩嗽(暴N·m濁/m)鄭Max籌Min臺Max嚴Min弄原結構挺0.0穴410自855效0.0犯010陡936虎6敲0.0漂408眨225添1.5拼9E+骨07粗-2.塘15E堆+07復225肢8.2毫7系-24披62.喊06曉方案一煮0.0亞406叛964驅0.0仆011欄185霧4零0.0醒404啦324早3.1更2E+揭07斯-2.稼19E毯+07家224習6.5蛾8疑-24將90.曬74傍方案二打0.0免405裂559倦0.0侮011誰193徑2傻0.0嗓402組966聲3.1歌2E+須07衣-2.蒼18E敬+07卻224胳7.7組4醒-24挨84.急28揮方案三搜0.0疑402銅051葡0.0債010乘965央0.0桑399被512澡3.1純1E+較07宴-2.京73E慮+07虎224麥6.6效1妻-24腰33.毒94疼方案四爆0.0商399腿871懂0.0嚴011愉020煙3堅0.0誠397快327賢3.1臘1E+傅07催-2.塑72E甚+07擾224消0.5丈5拆-24建45.壇53蔑方案五惠0.0臟394遇683傷0.0刃011糠049喜6主0.0田392至131少2.9毛8E+石07漏-2.顏72E筆+07晴222躍7.6掛8向-24扔50.慶02握方案六清0.0擾392仆407驗0.0棍011轟040押4振0.0抓389奪899叉2.9陰7E+艇07磨-2.柱05E六+07包178禿2.4免1應-24得45.痕17泥方案七手0.0猶387槐581爹0.0俊010攪989鏟9貍0.0隙385吐177柔2.9漸6E+搞07篩-2.爽04E男+07膝222爐7.8國1拒-24點34.搬38房方案八磨0.0舅387播581遵0.0裳011施623猜8續(xù)0.0勾385組187分2.9置7E+喂07塞-2.可04E納+07唇222留7.9蠶-25餐95.承74趙圖捉3餡-1溪驅水平位仿移圖濤圖蜜3屈-彈2其豎向位淹移圖漢圖攪3最-饞3仙總位移搬圖敢圖避3黑-好4置一階頻志率圖百表鐮3-2叨概威各方案刺自振頻臟率比較酒一階頻物率灶二階頻律率范三階頻俘率爪四階頻近率騙五階頻還率棍原結構嚷3.3帥236耽5塊4.3思275蕉7松8.0評607閃3許8.2嚴571幕7訊13.曠170孝90藍方案一令3.3媽704賤9抱4.2典566釣3弊8.0羅656早5闊8.3柿560漆6煤12.優(yōu)962承40潑方案二郵3.3妨546與7竹4.2聯(lián)330符7潤7.9渠976粉8.3脈362外7樹12.劃893塑4汪方案三顯3.3狐990升1早4.1褲762敬8釘8.1孤834哪6歷8.7漿839瘦7條12.替759室5輸方案四牌3.3箱412慶2籍4.1誓274江5若8.0田641飾1妥8.6持120相5繡12.緩591郵方案五酒3.2要469扭7槽4.0毒087詢3坐7.8斗362徑1鐮8.3錯661親9共12.貞181森6觀方案六疼3.2魯216腰9拆3.9端717戰(zhàn)9仆7.7版252刪9挪8.3狐308魔7壩12.懸077膚1換方案七沸3.1接802換7奇3.8愈773匪9景7.5酸635游8退8.4嫌234與11.比817扇4特方案八告3.1纖325察5扶3.7拴975誦1溪7.4紡576違1往8.3床280池8裹11.繞579持1侍表質3-3根翻陵各方案懶自振頻閘率增幅捕比較駱1諒階增幅阻2妙階增幅樂3房階增幅壘4貓階增幅祖5紐階增幅繁原結構區(qū)0.0懇000偷00刺0.0鉆000摟00革0.0服000水00乒0.0協(xié)000呆00制0.0購000煮00偵方案一造0.0所140狹93固-0.劑016熟393瞧0.0勵006礙10速0.0脖119呼76拳-0.壇015饒830蜜方案二矩0.0藥093工33芝-0.判021恢837賣-0.熔007蓮832探0.0司095丹80測-0.沫021恒069滴方案三投0.0假226風74莫-0.虛034慶960鑄0.0鳴152礎26男0.0惑637雄99歇-0.揮031稱236還方案四竹0.0宅052緊86痛-0.歇046規(guī)243喝0.0爸004代19妻0.0息429陷78聾-0.劉044串029惡方案五津-0.確023裝071背-0.臂073悲676樓-0.隸027來854秋0.0癢132臣03擁-0.苗075事113新方案六丘-0.鑒030色677赤-0.吩082輪212狼-0.護041示614區(qū)0.0依089慌26出-0.呆083踏047航方案七詳-0.級043們139由-0.墻104然026蔬-0.臣061困676漸0.0荒201毫32仆-0.致102叢764臨方案八肌-0.夠057齒497叔-0.仗122迫484盒-0.特074苗822年0.0延085責88牽-0.壇120白857道3.2兼搜網(wǎng)結果分體析拍從表中敵的計算稼結果可榮知，通楊過增加徐聯(lián)結桿壞件數(shù)量尚來加固毀鋼板梁拳橋，可哀使得鋼翻板梁橋熟的橫向達自振頻刺率較原耍結構增仔加，尤稱其是方系案三，刑將上、板下平縱上聯(lián)的三飾角形體陵系都改蹤為交叉膛體系時監(jiān)，增幅奮最大。嘉由上表叮計算出治的各種疲加固方屑案的自旦振頻率穿進行分緩析，經彼過計算冰比較認蝕為：嬌(總1)貫同強聯(lián)結礙系一定票程度上該能夠提倦高橋梁店橫向自撥振頻率可，上、坦下平縱傳聯(lián)同時科加固效拐果較好巾。餡(餐2有)怠盡增大水塔平連接老桿件的球截面，加鋼板梁河橋的橫勝向自振聚頻率較兄原結構濫減小。傍(捉3奇)斷亡增大端京橫聯(lián)連擱接桿件相的截面棒，鋼板跌梁橋的其橫向自授振頻率辜較原結崇構減小待。瀉綜合靜乓力分析奏與動力揭分析的桑結果，朗我們選匠擇方案劑三，即福將上、革下平縱疾聯(lián)的連枯接形式瞧由三角陳形改為寫交叉形提式，提讀高上、重下平縱疫聯(lián)的抗紋剪變形擋能力，摟增強鋼豬板梁的穴橫向剛研度，同叼時鋼板瞧梁的各榴階自振遙頻率也建較其它盡加固方急案有了圾顯著的昏提高，供說明以涼上的加廉固方案蔽及計算汁方法是乏可行的乖，可為茅舊橋加甘固和新推橋設計釀提供理著論依據(jù)落。錯4燒扒結論補通過對霉上述各策種加固凍方案進夢行分析焰計算浸,南可得出抽以下結焦論：棗(射1)綱疤通過理去論計算達得出的帥加固前敘原結構氧橫向第竿一自振猾頻率齊3.究323盼65薦Hz玩奇與預x疲x容線鄭僑州嶺x捏x談大橋實菊測橫向油第一自拆振頻率葵基本吻秒合獎,淘說明由暗板殼單課元、三炊維梁單功元組成派的空間場結構模聽型能較鉛真實地首反映原心結構體腹系。障(吩2欠)卸尼通過對頓上平縱兄聯(lián)及下稅平縱聯(lián)謹兩種加敲固方案傻的計算京結果分獎析表明裹,斧在提高光梁體橫橋向自振汽頻率及脈橫向剛暗度方面箱,賭上平縱左聯(lián)加固上優(yōu)于下糕平縱聯(lián)朗加固。告(鏟3鋪)璃終通過比椒較上、澤下平縱播聯(lián)橫撐拘、斜撐雜雙倍加器固及上塑、下平舒縱聯(lián)斜影撐雙倍適加固兩院種加固液方案對恒梁體橫修向自振筆頻率及達橫向剛吵度的影掀響糟,繡可知上召、下平域縱聯(lián)橫顧撐對梁上體橫向篇剛度的逝提高影些響甚微宣,罷由于橫餓撐的加掩入增加崖了梁體開自重聰,呼因而橫雜撐加固喪不能提汗高梁體常自振頻蹈率。觀(熔4習)嚼嚴橫聯(lián)加達固方案物對橋梁新橫