摘 要

桥梁加固是近几年来兴起的比较新的桥梁研究方向，老旧桥梁的维修加固再利用也是21世纪桥梁专业研究人员乐于钻研和探索的领域，因为它很好地契合了环保节约的时代主题。通过对桥梁进行检测，发现诸如裂缝、变位等桥梁病害，然后依据桥梁设计的相关理论和力学知识对病害下桥梁受力进行综合分析，得出相应的病害处治方案。计算机有限元分析程序的产生极大地促进了桥梁工程学科的发展，借助Midas Civil等桥梁结构分析软件，桥梁专业从业者可以更快、更准确的构建结构模型，获得不同工况下的受力分析结果，从而为桥梁的设计和维修加固带了巨大的方便。根据以往的工程实际经验对桥梁病害形成的原因进行分析汇总，做好相关记录并用于以后的加固工程，这也是支撑桥梁加固工程发展的一个重要部分。

此篇设计主要对桂香桥的病害进行了介绍，并提出了相应的病害处治方案。采取了表面封闭法和压力灌浆法处理非结构性裂缝，采用顶推T梁的方案解决桥梁纵向变位以及桥台伸缩缝顶死的问题。此外，本篇设计也分别对桥梁正常受力状态和病害受力状态进行了分析，通过对比了解到桥梁病害对桥梁正常运营的影响。

关键词：桥梁加固；病害处治；计算机有限元分析；受力分析

Abstract

Bridge reinforcement has been a relatively new research direction of the bridge engineering in recent years.The repair and reengineering of old bridges is the field where professional bridge engineers are willing to study and explore in the 21st century, because it fits the era of environmental protection theme well. Through the detection of the bridge, we can find cracks, displacement and other bridge disease.And then based on the bridge design theory and mechanical knowledge ,we can analyse the force of the bridge and get the corresponding disease treatment program. The development of computer finite element analysis program has greatly promoted the development of bridge engineering. With the help of Midas Civil and other bridge structure analysis software,professional bridge practitioners can construct structural model faster and more accurately, and obtain the force analysis under different working conditions, so as to bring great convenience to the design and maintenance of bridges. According to the previous engineering experience, the causes of bridge disease formation are analyzed and summarized, and the relevant records are made and used for later reinforcement works. This is also an important part for supporting the development of bridge reinforcement.

This article mainly describes the disease of Guixiang Bridge, and put forward the corresponding disease treatment program. The surface closure method and the pressure grouting method were used to deal with the non - structural cracks, and the scheme of pushing T -beams by jacks was used to solve the problem of the longitudinal displacement of the bridge and the dead extension joints between the abutment and the bridge decks.In addition, this design also analyzes the normal stress state of the bridge and the disaster stress state of the bridge.

Key Words：Bridge reinforcement；Disease treatment；Computer finite element analysis；Analysis of Bridge Stress

目录

1绪论 1

1.1目的及意义（含国内外现状分析） 1

1.2 基本内容和技术方案 2

1.2.1 桥梁概况 2

1.2.2 监测结果 2

1.2.3 病害成因分析 2

1.2.4 桥梁病害处治设计 2

1.2.5 专项维修施工要点 3

1.2.6 桥梁及边坡处治施工监控方案 3

1.2.7 施工期间交通组织设计 3

1.2.8 主要材料 3

1.3 进度安排 3

2 工程概况 4

2.1 桥梁施工图设计情况介绍 4

2.2 施工图变更设计情况介绍 4

2.3 桥型布置图 5

2.4 工程背景 7

3 病害分析 9

3.1 近期桥梁变形监测主要结果 9

3.2 病害汇总 9

3.3 成因分析 12

3.4国内外类似桥梁病害案例 13

3.4.1 原桥概况 13

3.4.2 主要病害 14

3.4.3 原结构的计算及病害原因 14

4 加固方案设计 15

4.1 设计规范 15

4.2 设计依据 15

4.3 技术标准 15

4.4 总体思路 15

4.4.1 2号墩纠偏 16

4.5 病害处治方案 16

4.5.1 总体方案 16

4.5.1.1 4号墩盖梁改造方案 16

4.5.1.2 顶推T梁及2号墩补强方案 19

4.5.1.3 支座系统调整方案 21

4.5.2 裂缝处理 21

4.6 总体施工流程 21

4.6.1 2号墩纠偏 21

4.6.2 裂缝修补及附属设施更换 22

5 正常状态下桥梁受力分析 23

5.1 桥梁结构电算准备 23

5.2 利用Midas Civil建模基本过程 23

5.2.1 利用AutoCAD构建基本节点和单元 23

5.2.2将AutoCAD中绘出的节点与单元导入Midas Civil并进行支座的模拟 23

5.2.3 定义荷载类型 26

5.2.4 定义组 27

5.2.5 预应力荷载定义 27

5.2.6 荷载施加及各施工阶段的说明 27

5.2.7 定义汽车荷载 28

5.2.8 定义支座沉降 28

5.2.9 结构分析控制 28

5.2.10 竖向基频分析 28

5.2.11 分析结果 28

5.3 结构正常使用状态下的受力分析 29

5.3.1 正常使用阶段所需要考虑的各种作用 29

5.3.2 一期恒载 30

5.3.3 二期恒载 31

5.3.4 系统升温与降温 32

5.3.5 桥面升温 34

5.3.6 移动荷载（汽车荷载） 36

5.3.7 支座沉降 41

5.3.8 承载能力极限状态设计时作用效应的基本组合 43

5.3.8.1 组合1：恒荷载 混凝土的收缩和徐变 支座沉降 移动荷载（车道外偏） 43

5.3.8.2 组合2：恒荷载 混凝土的收缩和徐变 支座沉降 移动荷载（车道外偏） 系统升温 桥面升温 45

5.3.8.3 组合3：恒荷载 混凝土的收缩和徐变 支座沉降 移动荷载（车道对中） 系统降温 桥面升温 47

5.3.9 正常使用极限状态设计时作用效应的组合 49

5.3.9.1 作用短期效应组合：恒荷载 混凝土的收缩和徐变 支座沉降 移动荷载（车道外偏） 49

5.3.9.2 作用长期效应组合：恒荷载 混凝土的收缩和徐变 支座沉降 移动荷载（车道外偏） 51

6 病害状态下桥梁受力分析 54

6.1 建立桥梁病害下的模型 54

6.2 病害状态下承载能力极限状态计算时作用效应组合 55

6.3 病害状态下正常使用极限状态计算时作用效应组合 58

6.3.1 作用短期效应组合 58

6.3.2 作用长期效应组合 61

7 总结与展望 64

7.1 桥梁病害原因总结 64

7.2 处治病害的方法总结 65

7.3 展望 65

致谢声明 66

参考文献 67

1绪论

1.1目的及意义（含国内外现状分析）

随着国民经济的迅速发展，城镇化速度越来越快，我国的机动车人均保有量也呈快速增加之势。随之而产生的是公路交通量的爆炸式剧增，这就对于承担着公路铁路运输重要枢纽作用的桥梁提出了更高的要求。对于年代久远且不适应当今交通量的老旧桥，一般有两种选择：拆掉重建或者是旧桥的维修加固。其中，第一个方法的经济成本是一个重要因素，在我国当今的经济发展水平下，还不允许将所有危桥、旧桥拆掉重新原地再建。纵观世界各国，即便是社会经济和基建能力最发达的国家，在考虑新建桥梁时也十分重视对旧、危桥的加固利用。第二种方法的采用不仅开拓了新的桥梁研究领域，同时也节省了大量的人力、物力和财力。

桥梁加固虽然没有重新设计建造一座桥梁复杂，但也需要详细的加固方案及施工方法。在开展桥梁加固计划的设计之前，我们要熟悉原先桥梁的概况并进行必要的桥梁变形监测，然后再根据监测数据进行病害分析以及成因汇总。接着，依据相关规范与标准进行桥梁病害处治设计，同时也要制定整体的施工流程。