摘 要

本文主要论述了现行桥梁加固技术的主要方法，针对MODJO桥的构造情况与病害情况进行加固设计，并借助桥梁电算软件Midas对加固方案进行设计验算，最后得出合理的加固方案。

论文先论述了桥梁加固技术的基本原理。第一类为减轻原梁负担，则选择改变结构体系来调整结构内力；第二类为加大截面尺寸和配筋，加固薄弱构件，而这一类从加固部位可分为拉区加筋类和压区加混凝土类两种。拉区加筋类指在原构件的受拉区直接粘贴钢板（或其他高强度复合纤维材料）或采用预应力钢筋对原构件进行补强。压区加混凝土类指采用增加原构件混凝土截面积的方法，对原构件的受压区进行补强。接着，针对MODJO桥的病害情况，进行方案设计比选。上部结构中的简支梁与连续梁采用体外预应力加固法，下部结构采用粘贴钢板加固法。上部结构加固设计时利用Midas对体外筋的布置形式进行验算，得到合理的配筋方案，下部结构加固设计参考《公路桥梁加固设计规范》按受压构件进行设计验算。确定加固方案后，给出施工要点。

本文注重理论与实例的结合，结合桥梁加固的理论发展与实际加固方案的设计。其次，本文各章重点分明，简支梁与连续梁加固设计的过程有重合的地方。因此在第二章主要介绍Midas建模的方法以及关键步骤的注意事项，即模型前处理；在第三章主要介绍根据Midas的计算结果进行方案设计，即模型后处理。另外，本文注重电算操作与计算理论的结合。在设计验算时注意电算所用规范与加固规范的取值区别，在建模过程中注重理解定义数值的理论意义，在后处理注重理解结果数据的意义。

关键字：桥梁加固；体外预应力；粘贴钢板；连续梁

Abstract

This paper disserts the main methods of bridge reinforcement technology nowadays, proposing reinforcement solution according to the structure and the disease situation of MODJO bridge. After checking by the bridge Computing software Midas, it shows the conclusion that which the reasonable solution is.

Paper first discusses the basic principles of bridge reinforcement technology. The first category is changing the structure of the system to adjust the structure's internal forces and reduce the burden of the original beam. The second category is reinforcing weak components by increasing the cross-sectional dimensions and reinforcement. This category can be divided into two categories from the reinforcement site, increase the reinforcement in tension zone and thicken the concrete in press zone. The former refers to pasting steel plate (or other high-strength composite fiber materials) directly or prestressed fixture at the tension zone. The latter means thickening the concrete to increase the resistance of compression. Next, adjust the designed solutions. Simply supported beam and continuous beam in the superstructure strengthen by the external prestressing method. Pier in substructure strengthen by the bonding steel plate. When we design the superstructure strengthening scheme, we use the Midas to calculate and check the scheme right or not. But, we refer the standard to calculate. At last, after the schemes were confirmed, come up with the key point of construction.

This paper focus on the combination of theory and examples, it not only discussed the basic principles of the bridge reinforcement but also design the specific scheme. Secondly, the emphasis of every chapter in this paper is clear. The step is overlapping in designing scheme during continuous beam and simply supported beam. Therefore, in the second chapter, main work is to introduce the steps in modeling, but analysis in the third chapter. In addition, this paper focus on understanding the meaning of the number inputted during the modeling.

Key words: bridge reinforcement; external prestressing; paste steel; continuous beam

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 研究现状 1

1.2.1 桥梁加固技术研究现状 1

1.2.2 体外预用力加固技术发展现状 2

1.3 本文主要研究内容 4

1.3.1 桥梁上部结构加固技术 4

1.3.2桥梁下部结构加固技术 6

1.3.4 技术路线图 7

第二章 MODJO桥加固方案比选 8

2.1 MODJO桥概述 8

2.2 MODJO桥简支梁加固方案 8

2.3 MODJO桥连续梁加固方案 10

2.4 MODJO桥下部结构加固方案 12

第三章 MODJO桥简支梁加固计算 14

3.1 工程概况 14

3.1.1 MODJO桥简支梁加固工程概述 14

3.1.2 计算结构概述 14

3.2模型的建立与分析 14

3.2.1 设置操作环境 14

3.2.3 定义材料特性 15

3.2.4 定义截面特性 16

3.2.5 建立节点 18

3.2.6 建立单元 18

3.2.7 建立边界条件 19

3.2.8 定义静力荷载工况 20

3.2.9 定义自重 21

3.2.10 定义二期恒载 21

3.2.11 定义系统温度 21

3.2.12 定义温度梯度 22

3.2.13 定义移动荷载 23

3.2.14 定义体外预应力荷载 26

3.2.15 定义施工阶段 28

3.2.16 PSC设计 29

3.3持久状况承载能力极限状态验算 32

3.3.1 正截面抗弯承载能力验算 32

3.3.2 斜截面抗剪承载能力验算 33

3.3.3 支反力计算 34

3.4持久状况正常使用极限状态验算 35

3.4.1 正截面抗裂验算 35

3.4.2 斜截面抗裂验算 35

3.5 应力验算 37

3.5.1 短暂状况构件应力验算 37

3.5.2 正截面受拉区钢筋拉应力验算 37

3.6 验算结论 38

第四章 MODJO桥连续梁加固计算 39

4.1 工程概述 39

4.1.1 MODJO桥连续梁加固工程概述 39

4.1.2 计算模型概述 39

4.2模型建立与分析 40

4.2.1 计算模型 40

4.2.2 边界条件 40

4.2.3 荷载工况及荷载组合 41

4.3 三阶段体外预应力筋设计 42

4.3.1 原桥荷载组合下的静力分析 42

4.2.2 预应力荷载下的静力分析 44

4.2.3 体外索布置方案 46

4.4持久状况承载能力极限状态验算 48

4.4.1 正截面抗弯承载能力验算 48

4.4.2 斜截面抗剪承载能力验算 48

4.4.3支反力计算 49

4.5持久状况正常使用极限状态验算 50

4.5.1 正截面抗裂验算 50

4.5.2 斜截面抗裂验算 50

4.6 应力验算 51

4.6.1 正截面受拉区钢筋拉应力验算 51

4.6.2 短暂状况构件应力验算 52

4.7 验算结论 52

第五章 MODJO桥下部结构加固 53

5.1 #1号墩计算资料 54

5.2 第一阶段应力计算 54

5.2 第二阶段应力计算 56

第六章 施工技术说明 58

6.1 T梁体外预应力法加固施工技术 58

6.1.1 工程概况 58

6.1.2 施工要点 59

6.2 粘贴钢板加固法施工要点 60

6.2.1 工程概况 60

6.2.2 施工要点 60

第七章 结论 61

参考文献 62

致谢 63

第一章 绪论

1.1 研究目的及意义

近年来，国内桥梁工作取得了有目共睹的成绩，但随着经济发展，交通运输量快速增长以及一大批桥梁进入服役中期，桥梁病害问题日益突出，危桥里程逐渐增多，我国桥梁工作已进入新建和维护并重的过渡期。

桥梁建成投入使用后，不仅有车辆的磨损、冲击，还有暴雨、洪水等自然力的侵蚀，甚至在地震、强风等不可抗力的作用下损伤，交通运输量日渐增多，汽车载重量逐步加大，早先设计的桥梁承载能力有些已满足不了实际要求，桥梁的使用功能日趋下降，这样势必会影响行车的舒适性和安全性。

危桥如果进行重建，需要耗费较多的资金，也需要较长的施工工期。然而，对现有旧桥进行有计划、 有步骤的加固改造后，可提高其承载能力，延长其服役期，用较少的资金满足交通运输的实际需求。另外，随着桥梁加固技术的发展，新材料的运用，新工艺的开发，桥梁加固方案的经济性与可行性优势也会日趋明显。

毕业论文是大学生活最后的一环，我想借此机会了解学习桥梁加固技术的发展，并结合实例学习桥梁加固技术的一般方法。因此，本文准备立足现有桥梁加固技术，基于MODJO桥的实际情况，完成方案比选，分别对该桥的上部构造和下部构造进行加固设计计算，给出相应的施工方案。

1.2 研究现状

1.2.1 桥梁加固技术研究现状

中国拥有巨大的桥梁加固市场，国内外众多远见卓识的工程技术人员将注意力转移到这方面来。国外很多先进加固技术涌入中国市场，各种加固公司应运而生，推进了我国桥梁加固工作的发展。