论文部分内容阅读
随着大跨径钢结构斜拉桥建设的发展和越来越多桥梁事故案例的发生,钢结构斜拉桥的养护与维修问题也越来越受到重视。为确保大桥处于良好的运营状态,需要对大桥进行及时的检修和维护。 本文首先介绍了钢结构斜拉桥的结构特点、发展历史、使用现状和存在的问题以及目前对于钢结构斜拉桥病害的研究状况,总结前人对钢结构斜拉桥各种病害的研究方法及研究成果。 其次针对钢结构斜拉桥这一桥型,将斜拉桥分成拉索系统、加劲梁、钢索塔、墩台基础及附属设施五个部分,每个部分细分为构件。通过收集、归纳、总结斜拉桥病害文献资料以及调研多座斜拉桥病害实例,分别对每个构件的各种病害进行归纳总结,并进行病害成因分析。研究表明,对于钢结构桥梁,最普遍的病害为钢构件腐蚀及疲劳开裂。钢构件腐蚀的主要原因是由于防护措施或防腐涂层的失效。及时到位的检测和维修防护是解决钢构件腐蚀问题的关键。而钢构件疲劳开裂的原因非常复杂,除了施工缺陷,车辆超重、超载之外还有细节构造设计不足。 另外在分析病害成因的基础上,总结归纳前人的实际工程经验,提出钢斜拉桥各病害的养护及维修策略。拉素养护维修的重点在于其PE护套、密封防水装置及其他防护构造的维护;钢箱梁与钢索塔的维护重点在于防腐涂层的维修、疲劳裂纹的处理及加固、异常变形的矫正以及高强螺栓连接的更换。墩台及基础的维护重点在于混凝土缺陷及裂纹的维修、墩台的加固维修、基础的加固以及基底河床的整治。 最后针对加劲梁疲劳开裂这一典型病害的工程实例,利用ANSYS通用有限元分析软件,建立精细化有限元模型,对病害部位做了静力分析和疲劳分析计算,分析病害产生的原因,最后探讨维修加固方法。 计算分析表明,采用桁架式纵隔板的扁平钢箱梁,在恒载及车辆荷载作用下,其斜腹杆过焊孔处存在非常明显的应力集中现象,但腹杆内平均应力及小孔周围应力均未超过规范规定的限值,不会引发过焊孔周围的开裂。但是运营阶段的车辆荷载会对小孔周围造成较大的疲劳损伤,在较短期时间内就会引发过焊孔的疲劳开裂,加固后的斜腹杆抗疲劳能力得到了很大提高。