大跨度PC連續(xù)剛構橋病害成因及加固技術畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設計（論文）報告題 目 學 院 學 院 專 業(yè) 學生姓名 學 號 年級 級 指導教師 畢業(yè)教務處制表畢業(yè)學生姓名： xx填寫 學號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設計（論文）題目： 指導教師意見：（請對論文的學術水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。） 指導教師結論： （合格、不合格）指導教師姓名所在單位指導時間畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱意見表 學生姓名： xx填寫 學號： xx填寫 專業(yè)： xx填寫 畢業(yè)設計（論文）題目： 農村宅基地測量技術研究 評閱意見：

2、（請對論文的學術水平做出簡要評述。包括選題意義；文獻資料的掌握；所用資料、實驗結果和計算數(shù)據(jù)的可靠性；寫作規(guī)范和邏輯性；文獻引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問題和不足之處。）修改意見：（針對上面提出的問題和不足之處提出具體修改意見。評閱成績合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見。）畢業(yè)設計（論文）評閱成績 （百分制）： 評閱結論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評閱人姓名所在單位評閱時間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農村宅基地測量技術研究，是本人在導師的指導下獨立進行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻、資料均已明確注出，論文中的結論和結果為本人

3、獨立完成，不包含他人成果及使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關人員已在文中說明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒有違反學術道德和學術規(guī)范，沒有侵權行為，并愿意承擔由此而產生的法律責任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫日期：xx填寫年月日題目：大跨度PC連續(xù)剛構橋病害成因及加固技術摘 ?要：近年來，我國高速公路的建設不僅促進了地區(qū)經濟的增長，也為人們的出行提供了很大的便利。然而高速公路施工工期長、涉及環(huán)節(jié)多，具有一定的復雜性?；诖?，本文結合某具體工程，對大跨度PC連續(xù)剛構橋病害成因及其加固技術進行研究與分析，以供參考。關鍵詞：大跨度;連續(xù)剛構橋;病害;成因;加固技術1 工程概

4、述某高速公路連續(xù)剛構橋為預應力混凝土連續(xù)剛構橋，其總長為332m，該連續(xù)剛構橋的左右線采用分幅設置的方式，每幅都采用了單箱單室直腹板箱型截面。該連續(xù)剛構橋的相關結構及參數(shù)如表1所示：該連續(xù)剛構橋在投入使用七年之后，其橋面出現(xiàn)了一定程度的下?lián)?，同時還發(fā)現(xiàn)在其剛構中跨跨中區(qū)域的梁體底板與腹板出現(xiàn)了不同程度的開裂，經過全面的檢查與確認，中跨跨中底板的橫向裂縫寬度大致在0.15mm至0.3m的范圍之內，其中部分突出的裂縫甚至達到了0.5mm，而腹板裂縫的最大縫寬為0.45mm。經過確認，該高速公路連續(xù)剛構橋的中跨跨中最大撓度約在20cm左右。待兩年后再次對其進行檢查，發(fā)現(xiàn)左幅橋一側的墩頂箱室出現(xiàn)多條橫

5、向裂縫，其最大縫寬達到了0.8mm，而其他墩頂箱室均出現(xiàn)了一定程度的裂縫，既有橫向裂縫，也有縱向裂縫，但裂縫的寬度相對較短。在這些裂縫中，已存在部分裂縫向著頂板或者腹板進行延伸的情況，經確認該橋跨中撓度較之之前又有所增加，增加幅度在3cm至5cm左右。針對這一情況，急需弄清連續(xù)剛構橋的病害原因，并據(jù)此采取針對性的加固措施。2 連續(xù)剛構橋的病害成因經過實際勘察與討論，同時借鑒了國內外相關資料，確定該高速公路連續(xù)剛構橋出現(xiàn)病害的原因主要包含以下幾方面：（1）該橋的位置特殊，是附近大型貨運車輛進城、出城的主要通道，且該路段車流量較大，達到了日行駛10萬輛次，且有些貨車存在著超載的情況，進而對連續(xù)剛構

6、橋造成不良的影響;（2）該連續(xù)剛構橋豎向預應力損失較大，主拉應力超限，導致了混凝土腹板裂縫的產生;（3）在施工階段，存在有徐變變形的情況，且同時伴有縱向預應力損失較大的情況，經過研究與討論，導致這一問題的主要原因是節(jié)段懸澆的作業(yè)工期相對較短，這致使結構預應力降低，最終導致了跨中下?lián)弦约案拱彘_裂的病害。針對上述幾個方面的原因，提出了加固思路：該高速公路連續(xù)剛構橋為預應力混凝土連續(xù)剛構橋，在施工時采用懸臂現(xiàn)澆的方式開展作業(yè)，該橋的主要受力部位為中墩墩頂主梁負彎矩區(qū)，因此基于上述病害的表現(xiàn)與原因，加固的重心應該放在體外預應力鋼束的施加上，通過這種方法可以對全橋的縱向預應力進行有效恢復。除此之外，對于

7、裂縫相對嚴重的部位可采取粘貼鋼板等補強措施，以此來對裂縫的進一步發(fā)展做出有效限制，進而有效提升箱梁結構的承載能力。3 連續(xù)剛構橋的加固設計策略3.1 包絡設計該高速公路連續(xù)剛構橋的病害相對嚴重，無法對其真實狀態(tài)做出準確地檢測。因此為了解決這一問題，提出了三種狀態(tài)：（1）該橋的全部縱向預應力筋處于設計狀態(tài);（2）參照類似項目的設計經驗，考慮全橋縱向預應力損失10%至15%的范圍;（3）中跨跨中底板預盈虧鋼束應力損失50%，其余縱向預應力損失5%。3.2 加固技術分析（1）體外預應力加固法。通過體外預應力的施加，會促使箱梁斷面混凝土的壓應力儲備得到一定程度的增加，這樣一來，一方面會抑制裂縫的產生與

8、發(fā)展，另一方面也可以對結構的承載能力進行有效的提高。具體加固措施如下：一共設置26束體外束，在這26束體外束中，通長束、中跨束以及每側的中支點短束數(shù)量分別為4束、6束、8束，所有體外束均采用兩端張拉的方式予以開展。體外預應力鋼束采用環(huán)氧涂層鋼絞線，并在其之上添加了PE護套。對于鋼絞線而言，其抗拉強度的標準值為1860MPa，對于預應力筋，則是采用分級拉張的形式開展作業(yè)，同時需要注意對每級張拉力進行一定程度的控制，要求其不得超過總張拉力的四分之一。在對體外預應力筋進行轉向時，需要借助轉向器，而錨固則主要通過錨固塊予以實現(xiàn)。需要說明的是，車輛通行有可能造成鋼束振動過大的情況，為了避免這一現(xiàn)象，在原

9、先設置的基礎上還需要進一步沿著體外索設置好防振限位裝置，同時注意對防振限位裝置之間的距離做好控制，一般情況下控制在8m左右較為適宜1。除此之外，為了確保能夠與原結構進行有效且便捷的連接，需要注意合理選擇錨固與轉向裝置，應以混凝土結構裝置為主，同時應該對其進行植筋處理，使其與原梁體結構有效連接。然而該連續(xù)剛構橋的預應力筋張拉力相對較大，因此在錨固區(qū)域會產生很大的局部應力。針對這一情況，為了保證結構的安全性與可靠性，還需要做好如下幾個方面的細節(jié)處理：首先，在體外索中存在4束通長束錨固在梁端的橫隔板處，在后箱梁內側進行植筋操作，以此確保體外預應力傳遞的可靠性，并澆筑自密實混凝土;其次，針對頂板錨塊位

10、置局部應力相對較大的情況，為了防止錨后區(qū)混凝土發(fā)生一定程度的開裂，采取將錨后2.5m范圍之內的頂板、腹板局部加厚的措施;最后，對于中支點短束錨固位置，其受力的復雜程度較高，針對這種情況為了對錨固的可靠性進行有效增加，可以在錨固處另外增設橫隔板，橫隔板的厚度在1m左右較為適宜，這樣一來就可以對頂板的局部應力進行減少。（2）增大截面加固法。這一加固方法主要是通過加固構件截面與配筋的形式來實現(xiàn)構件強度、剛度與穩(wěn)定性的增強，當構件剛度與強度得到增強之后，出現(xiàn)開裂的可能性將大大降低。由于設置了體外預應力鋼束，剛構雙薄壁墩和承臺的受力有所增加，這樣一來，原來結構的配筋則無法適用。針對這種情況，便可以運用增

11、大面積加固法對中墩墩頂、墩底以及承臺頂面進行有效的加固。（3）粘貼鋼板加固法。對于鋼筋混凝土的薄弱部位，可以采取粘結劑對鋼板進行粘貼或者灌注，這樣做的目的是可以使其與原結構一起共同受力，進而對其剛度進行有效的增加，促使鋼筋與混凝土的應力發(fā)生改變。這樣一來，已有裂縫的進一步發(fā)展與延伸則會得到有效遏制，實現(xiàn)了橋梁承載能力加強的效果2。4 加固設計計算結果分析對于該連續(xù)剛構橋的上部結構與下部結構，均采用平面桿系單元。綜合考慮到橋梁的實際情況，對原結構中的相關系數(shù)做出了一定程度的調整。4.1 初始狀態(tài)模擬分析針對不同狀態(tài)做出了模擬分析與計算：跨中三個節(jié)段相關參數(shù)發(fā)生變化時，計算出跨中下?lián)现担⒂嬎愠?/p>

12、的值與實際下?lián)现颠M行對比。當抗彎剛度下降30%、預應力損失達到15%時，所計算出的跨中計算下?lián)现禐?01.5m，此數(shù)據(jù)與實際下?lián)现祷鞠喾?當抗彎剛度下降30%、中跨跨中底板束損失50%，其余預應力束損失達到了5%時，經過計算得出下?lián)现禐?71.6mm，這一數(shù)據(jù)也與實際數(shù)據(jù)相對接近。根據(jù)這兩組下?lián)现档挠嬎銛?shù)據(jù)可以推斷：該高速公路聯(lián)系剛構橋的實際受力狀態(tài)便是上文中論述的狀態(tài)二與狀態(tài)三的初始狀態(tài)3。4.2 計算結果分析三種狀態(tài)下體外預應力鋼束的控制應力見表2所示：根據(jù)表2中的相關數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：在各個受力狀態(tài)最不利工況下的鋼束應力值均在 ，而且其最大鋼束應力幅僅僅為8.37MPa。由此可見，通過體外

13、索張拉的方式，箱梁豎向下?lián)隙炔]有完全恢復，中跨跨中上拱的數(shù)值為58mm，與該橋已發(fā)生的跨中撓度存在著較大程度的差異。4.3 加固效果分析通過對相應的加固技術進行合理應用，梁體的撓度雖然沒有得到完全的恢復，但做出了一定程度的改善，主要體現(xiàn)在截面承載能力的增強，無論是極限狀態(tài)還是正常使用都得到了改善，能夠合理滿足相關設計規(guī)范要求。4.4 施工監(jiān)控針對連續(xù)剛構橋而言，采用體外加固的方式具有一定的復雜性，其難度也相對較大。由于箱梁內存在一定的缺陷與損傷，在這種情況之下其內力和應力都已經發(fā)生了一定程度的改變，在這種情況之下難以精準地把握相應結構的強度與剛度。因此本文在設計過程中，將現(xiàn)有的檢測數(shù)據(jù)與原始

14、設計資料進行結合，并由此來對當前狀況下結構的受力狀態(tài)做出一定程度的推測，而推斷的準確性十分重要，它能夠直接影響到后續(xù)所采用加固措施的合理性與有效性?；谠擖c的考慮，在實際的加固施工過程中，需要采取科學、合理且有效的監(jiān)測措施，只有這樣才能對結構的安全性進行保障。監(jiān)控所涉及的內容較為廣泛，主要包含有主梁應力監(jiān)控、錨固點與轉向點局部的應力監(jiān)控、中墩墩頂與墩底的應力監(jiān)控、張拉過程中的裂縫監(jiān)控、主梁撓度監(jiān)控、中墩墩頂位移監(jiān)控以及支點應力監(jiān)控等。在實際操作之后，發(fā)現(xiàn)對各個流程進行全面且有效的監(jiān)測與監(jiān)控之后，各個階段在加固過程中應力與位移和設計中的計算結果基本保持一致，這也對設計計算結果的準確性作出了有效的

15、驗證4。5 結語本文結合某具體工程，對大跨度PC連續(xù)剛構橋病害成因及其加固技術進行研究與分析。首先對工程概況進行了一定的介紹，提出了某高速公路連續(xù)鋼構橋出現(xiàn)下?lián)吓c裂縫的病害問題，并在第二次檢查中病害有加重的趨勢。其次對連續(xù)剛構橋病害的具體成因進行了闡述，主要包含有車流量大造成荷載增加、豎向預應力損失較大、結構預應力度降低等。然后針對這些問題提出了相應的加固設計，運用到了體外預應力加固法、增大截面加固法與粘貼鋼板加固法。最后運用數(shù)學模型進行了計算，并對計算結果進行了分析，得出結論：在運用加固技術對橋梁進行一定程度的加固后，雖未完全恢復梁體的撓度，但對于截面的承載能力而言，已經得到了較為明顯的改善

16、。此外，通過對加固前與加固后的荷載進行對比分析可知：通過施加體外預應力的方法，可以有效改善截面局部的受力狀態(tài)，且結構的剛度得到了較大程度的提升。參考文獻1 張帆.大跨度連續(xù)剛構橋的病害原因分析及加固設計J.南方農機，2018（6）：221.2 李輝.大跨度連續(xù)剛構橋的病害原因分析及加固設計J.鐵道標準設計，2011（4）：52-54.3 龍利宏.大跨度連續(xù)剛構橋常見病害及成因分析J.四川水泥，2019（3）：277.4 程煒，周超民.大跨度PC連續(xù)剛構橋病害成因分析及加固研究J.公路，2020（4）：184-186. In recent years， Chinas highway construction not only promotes the growth of regional economy， but also provides great convenience for peoples travel. However， the highway construction period is long and involves many links， which has certain complexity. Based on this， in this paper combin