摘 要

本文主要针对梁桥中桥梁梁体以及桥墩桩基等发生纵向、横向偏移问题进行系统化分析研究，并以重庆市木箭湾大桥纠偏工程为依托，分析发生偏移的根本原因，加固方案比选，以及在纠偏过程中的设计计算和施工处置方法。采用有限元分析法，分别仿真未发生偏移时承载能力极限状态下梁桥的承载力分析计算以及发生偏移后承载力能力极限状态下的梁桥承载力情况，并模拟分析纠偏加固施工状态，前后对比分析控制加固方案的可行性，编制施工指南。

本文通过进行理论分析与有限元分析并结合实例，主要完成以下研究：

1. 总结变位病害种类、分析变位成因机理。
2. 比选已有加固方案，对加固方案进行研究分析
3. 采用有限元法设计计算梁桥偏位前后承载能力情况
4. 模拟加固施工方案，分析可行性。
5. 根据结论编制施工指南。

关键词：梁桥；偏移；变位纠偏；变位成因；有限元分析；施工加固

Abstract

In this paper, the bridge girder bridge girder and pier pile foundation such as longitudinal and transverse offset problems are studied systematically, and the rectification project of Chongqing Bay Bridge Based on the wooden arrow, analysis the root cause of the excursion, reinforcement scheme selection, and design in the process of rectification calculation and construction methods of disposal. By using finite element analysis method, the bearing capacity of bridge limit state are not shifted when the simulation analysis of bearing capacity of beam bridge under limit state capacity calculation and deviation, and simulation analysis of construction state correction, feasibility analysis control reinforcement scheme comparison, the preparation of construction guide.

In this paper, through theoretical analysis and finite element analysis, and combined with examples, the main research done is as follows:

(1) Summarize the types of variant diseases and analyze the cause of formation.

(2) The existing reinforcement scheme has been chosen and the reinforcement scheme has been studied and analyzed

(3) Using finite element method to design and calculate the bearing capacity before and after deflection of the beam bridge

(4) Simulate the reinforcement construction scheme and analyze the feasibility.

(5) Draw up the construction manual according to the conclusion.

Key words: Beam bridge; offset; deflection correction; displacement causes; finite element analysis; construction reinforcement

目录

1 概述 1

1.1 绪论 1

1.2 桥梁概况 2

2 变位病害综述 4

2.1 变位病害举例 4

2.2 研究情况分析 8

2.3加固方案比选 9

3 变位病害分析 12

3.1变位病害种类 12

3.2变位病害原因 13

3.2.1下部结构变位病害原因 13

3.2.2上部结构变位病害原因 13

4 依托工程病害情况 16

4.1病害情况综述 16

4.2桥梁实体测量结果 16

4.3设计规范 17

4.4验算参数 17

4.4.1墩柱及桩基参数 17

4.4.2发生桥墩倾斜的原因分析 17

5 主梁建模 19

5.1横向分布系数计算 19

5.1.1计算支点处横向分布系数 19

5.1.2计算跨中处横向分布系数 19

5.2梁体截面特性 21

5.3设计荷载 22

5.4恒载内力计算 23

5.5上部结构建模 24

5.5.1有关参数选取 25

5.6结构验算主要内容 25

5.6.1控制截面 25

5.6.2计算工况 26

5.7各工况内力计算 26

5.7.1一期恒载作用内力 26

5.7.2二期恒载作用内力 27

5.7.3车辆作用内力 28

5.7.4温度作用内力 36

5.7.5基础沉降内力 39

5.8 荷载组合 39

5.8.1内力计算结果 39

5.8.2荷载效应组合 40

5.8.2.1承载能力极限状态荷载效应组合 40

5.8.2.2正常使用极限状态计算时荷载效应组合 41

5.9上部结构病害情况模拟 41

5.9.1整体建模 41

5.9.2病害情况分析 42

6 下部结构 44

6.1下部结构建模 44

6.1.2约束条件 44

6.1.3模型模拟 44

6.1.4内力分析结果 44

6.2桩基验算 45

6.2.2桩底截面验算 48

6.2.3墩底截面验算 49

6.2.3.1外力计算 49

6.2.3.2墩柱计算长度 49

7 病害加固 52

7.1加固综述 52

7.2具体改造方案 52

7.2.1墩柱纠偏 52

7.2.2施工工艺流程 54

7.3施工注意事项 55

7.4施工质量检验 55

参考文献 56

致 谢 57

1 概述

1.1 绪论

随着经济社会快速发展，基础设施建设正如火如荼的开展，由于交通量的飞速增加，对道路桥梁等交通设施的需求也是与日俱增，经过统计我国目前中小跨径桥梁占绝大多数，而随着大量桥梁开始服役后，已经施工完成建成通车的桥梁会不同程度的出现变位病害，比如桥下堆载引起的变位以及桩基所处软弱土层不能提供稳固的支撑力等等原因往往会导致桥梁的桥墩或者梁体出现倾斜和位移，造成桥梁结构倾斜的原因各种各样，如果不进行系统分析研究，就不能从根本上解决偏位问题，如果只是单纯的施加外力将桥梁结构回归到原设计位置，而没有从病害原因导致的偏位病害这个角度来计算施工处理，那只能是治标不治本。同时这种病害若任由其发展必会导致桥梁的稳定性、安全性出现问题，甚至出现失稳状态从而危及行车安全。尤其是目前车辆超载问题严重以及大交通量的运行，可能会导致桥梁超负荷的工作，目前很多桥梁由于接近设计荷载运行甚至超负荷运行，有关桥梁结构病害问题尤为突出。如图1-1所示为一种桥梁变位病害图片示意，所以综上所述，对在役桥梁的变位病害维修处理以及旧桥危桥的加固必不可少。

以前的研究一般是针对横向或者纵向局部的位移调整的研究，目前很少变位病害根本原因分析研究及对结构的整体调整，而且对于中小跨径梁桥这种经常出现的病害反而会被忽略。即使有很多处治成功的施工案例，但是不能形成完善的理论指导。因此，进行病害成因分析之后再开展梁桥整体位移调整并对设计计算以及施工方法研究，对于提高梁桥施工水平，避免梁桥施工中构件的早期结构破坏，保证桥梁使用寿命，都有重要的经济和技术意义。相比较于其他旧桥加固方式，梁桥纠偏施工方法施工周期短，成本相对较低，具有更好的社会经济效益。