1.1目的

混凝土桥梁是公路和铁路建设的重要组成部分，随着社会经济的发展，我国建设混凝土桥梁的数量越来越多，但是也有很多桥梁因为设计和施工的不合理出现一些重大的事故，一些已经建成的桥梁由于成桥时的受力状态不合理以及长期维护等方面的缺陷，使得桥梁的使用期限极大缩短，不得不进行修理或加固。所以，要对桥梁结构的受力状态进行合理分析，了解桥梁结构的安全性、合理性与耐久性。论文将研究混凝土桥梁结构加固后的受力特点，桥在活载、横向静风、几何非线性以及抗风性能等方面的变化情况，并就梁高、桥塔刚度、塔跨比、拉索布置、主梁宽跨比等一些特征几何参数展开深入地比较研究，分析桥梁的结构稳定性。仿真计算是实施施工控制的基础，利用相关软件（如Midas civil）用仿真的方法完成依托桥梁结构的计算分析，并且结合桥梁承载力的评估方法，给与桥梁承载力科学合理的评价。

1.2意义

近年来，我国交通事业蓬勃发展，高速公路以及铁路建设得到很多完善。公路和铁路承担了主要的交通运输任务，桥梁则是公路和铁路上不可缺少的一个组成部分。然而桥梁作为一种人工构筑物，必然要经历建造、使用和老化三个阶段，许多年久的桥梁已渐渐不能满足现代交通的要求，使用性能恶化，安全性大大降低。因此需要对桥梁进行加固、修复和补强，以此来加强桥梁的使用性能并提高桥梁的使用寿命。桥梁承载力的计算指的是各个构件的抗力情况和桥梁整体能承受的作用情况，通过使用有限元软件Midas civil对桥梁结构进行计算分析，得到合理的成桥受力和线形状态，能及时发现存在质量问题和承载力不足的桥梁，并提出正确、有针对性的改正措施；通过计算结果分析桥梁的安全性能，能及时对安全性能不足的桥梁进行加固，避免干扰桥梁上车辆的正常通行。对混凝土桥梁加固后的受力状态分析以及承载力评估，对于桥梁结构的安全性、合理性与耐久性研究具有重要意义。

1.3国内外研究现状

公路桥梁结构加固方法有：体外预应力加固方法：如果桥梁的结构形式是梁式结构，当结构状态出现超限情况时，则需要技术人员在桥体的外部设置相应的预应力，通过这种方式确保桥梁结构裂缝被有效减少，能够在一定程度上对桥梁结构的下挠进行控制，从而保障结构不同截面位置的应力情况得到进一步优化；外包混凝土加固方法：这一方法可以被用在拱桥基础以及钢架桥桥梁等的加固工作当中；钢板粘贴加固方法：主要是对锚栓进行应用，或者对粘结剂进行应用，技术人员将钢板的材料在桥梁结构的受拉一端锚固，也可以采用黏贴的方式[1]； 碳纤维复合材料加固法：基体和纤维组合在一起形成了碳纤维复合材料，在高速公路桥梁的加固施工中运用碳纤维复合材料，主要有碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维等。因为碳纤维复合材料拥有耐腐蚀、抗疲劳、强度高、质量轻等特点，利用黏贴碳纤维复合材料进行高速公路桥梁的加固和维修，可以使加固施工变得简单快捷并且拥有较好的施工成效；加大构件截面加固法：高速公路桥梁中普遍会存在受力构件的截面尺寸过小、承载的级别过低等问题，针对这些问题，能够利用对受力主筋的加强、构件截面的加大，来达到高速公路桥梁加固的最终目标。运用桥梁构件截面加固法进行高速公路桥梁的加固施工，运用较为广泛，但是施工的时间过长，存在局限性[2]。

为了保证桥梁的安全性，正确对桥梁状态进行评估，有桥梁施工控制、仿真分析等方法，桥梁施工控制是在整个施工过程中，通过对桥梁结构环境状况和实际状态的实时监测，获得实际数据，比较理想状态与实际状态之间的差异，通过理论分析、预测，调整桥梁结构的实际状态，使得桥梁最大限度的接近理论状态，保证桥梁的施工质量和施工安全要求，最终达到设计和施工规范要求[3]。施工仿真分析属于施工事先控制的内容，是确定理想施工状态的依据。

结构刚度是评定桥梁承载力的一项重要指标，也是桥梁健康运行监测及结构性能快速评价的主要依据。通过静力挠度校验系数评价桥梁结构刚度，是目前广泛采用的方法；随着振动理论及动态测试仪器的发展，学者们研究出了动力评估方法，集中在以下3类：动力指标直接比较法；动力指纹类方法；模型修正类方法[4]。对于简支梁桥，也有部分学者研究静力挠度与一阶竖弯频率的关系，以寻求用频率代替静力挠度对结构刚度进行评定[5,6]。近几年，欧洲的几个研究项目，包括“欧洲桥梁管理(BRIME)"、“公路结构评估程序一采用数值方法评估桥梁的安全性和服务能力(COST345)"、“公路基础设施中可持续发展的先进材料”(SAMA-RIS)、“可持续桥梁”以及“欧洲中部高速公路结构的评估和维修(ARCHES)”都顺利完成了。通过这些研究项目建立了指导方针，并为桥梁的安全性评估提供最新的方法：如用失效概率或可靠性指数以及分项安全系数等表示[7]。

桥梁系统建模对于设计可以做出许多理想的假定，但对于评估而言，必须将预测结构系统行为的模型与行为中不确定性的估计结合起来，在建立桥梁结构有限元模型之初尽可能地消除或减小系统建模带来的误差[8]。也有人结合桥梁现场环境荷载试验和MIDAS程序仿真模拟计算，提出以试验与仿真模拟相结合的桥梁承载力评估方法，包括静载、动载试验、试验值与理论计算的对比分析等[9]。