土木工程重载运输下的铁路简支钢桁梁桥加固设计

土木工程专业毕业设计1重载运输下的铁路简支钢桁梁桥加固设计——2#桥墩加固设计专业：土木工程姓名：xxx指导教师：xxx摘要本文主要通过对某铁路简支钢桁梁桥2#重力式桥墩进行承载能力检算、稳定性检算、以及使用有限元软件分析地震力分别与中活载、重载组合作用下的桥墩整体变形和应力检算。对该重力式桥墩进行加固设计，并进行加固设计后的检算。本文中讨论了桥墩加固方案的选择。可为其他铁路简支钢桁梁桥的桥墩的检算加固提供一定的参考。本文的主要工作：1.对桥墩在承载能力下进行墩身截面验算和抗倾覆验算。2.对桥墩在地震力作用下进行墩身截面和基础截面检算。3.对桥墩进行加固和加固后的检算。关键词桥墩，重载，检算，加固ABSTRACTThispapermainlythroughthe2#bridgetestanalysis,putingimportantonanalysisandcalculationofthepierinseismic,seismicforcewiththecombinationofCRliveloadingorheavyloadinginpierfoundationundertheactionofthedeformationandstressdistribution.Andthebridgereinforcementdesignandreinforcementcalculation.Thispaperdiscussesthepierreinforcementschemeselection.Providingsimplysupportedreinforcedconcretebeambridgecalculationprovidesthecertainreferencereinforcement.forotherrailway.土木工程专业毕业设计2Themainworkofthispaper:1.The2#pierinthecapacityofpiersectioncheckingandanti-overturningchecking.2.The2#bridgepiersectionandthebasesectionandcalculationunderseismicaction.3.Thestrengtheningandreinforcementcalculationofthepier.KeyWords:Bridge,Heavyloading,Checking,Reinforcement土木工程专业毕业设计3目录摘要ABSTRACT目录第一章绪论.............................................1.1研究背景...........................................1.1.1桥梁概况........................................1.1.2基础的地质及桥梁线路荷载情况.....................1.1.3运营中出现的病害状况............................1.2国内外关于桥墩病害与加固的研究现状................1.2.1桥墩检测加固现状................................1.2.2桥墩病害及其检测................................1.2.3桥墩加固整治....................................1.3研究意义...........................................第二章2#桥墩加固前的检算分析...........................2.1基本资料与检算要求..................................2.2荷载计算...........................................2.2.1竖向恒载计算....................................2.2.2竖向活载计算....................................2.2.3附加力的计算....................................2.3基底检算...........................................2.3.1基地倾覆稳定性检查..............................土木工程专业毕业设计42.3.2地基承载力检查.................................2.3.3基底竖向合力偏心距检算.........................2.3.4考虑土弹性抗力的计算...........................2.4墩身截面承载系数及偏心系数检算.....................第三章有限元理论分析及建模.............................3.1概述................................................3.2midas软件介绍及实际建模3.3特征值分析.............................3.3RC设计截面配筋问题..................................3.4桥墩基础弹性抗力和基地旋转的处理...................第四章对2#桥墩抗震分析.................................4.1横桥向抗震分析......................................4.2顺桥向抗震分析.......................................4.3重载作用下的抗震分析.................................第五章2#桥墩加固........................................5.1加固思路及方案选定.................................5.2加固施工方法........................................5.3加固材料和尺寸拟定.................................第六章2#桥墩加固后检算分析................................6.1基本资料及检算要求.................................6.2荷载计算.......................................6.3基底墩身检算....................................土木工程专业毕业设计56.4模型分析........................................第七章结论及展望......................................参考文献................................................致谢....................................................土木工程专业毕业设计6第一章绪论1.1研究背景桥梁作为交通运输工程的关键，在运输系统中发挥着极其重要的作用。由于荷载和环境因素等的作用，将会使得桥梁使用性能衰退、结构安全性与耐久性降低，引起桥梁适应性的不足，甚至会出现桥毁人亡的严重事故。伴随着桥梁在服役期内时间的增长，其损伤程度也会越发的严重，病害会不断的发展，为了保证桥梁运营的安全，延长其使用寿命，就必须要在监测评估基础之上，对于那些承载力不足、使用性能较差或耐久性不能满足要求的结构和构件，进行有针对性的维修加固。1.2国内外关于桥墩病害与加固的研究现状1.2.1国内外桥梁检测加固现状在国外，一般桥梁在建成并服役后的20～30年，将越来越多地面临耐久性降低和安全性不足等缺陷，越是经济发达的国家所面临的问题越突出。所以，在国外桥梁检测、维修、加固技术的发展较快，也较为成熟和规范化，在国内从上世纪80年代开始，我国的交通建设事业逐步进入了快速发展期，新建了大批各种桥梁，在目前公路桥梁总数量已超过了57万座，成为仅次于美国的世界第二桥梁大国。伴随着服役时间的增长和交通运输事业持续蓬勃发展，我国将面临越来越艰巨的桥梁养护管理工作任务，客观上也对桥梁检测、评价、维修加固和养护管理等技术提出了更高的要求。我国目前随着对桥梁状况评定、结构检测和承载力评定等技术逐渐的成熟化，桥梁的维修加固技术取得了很大发展。许多新的材料、新的方法已经被应用于桥梁维修加固工作中。并且形成了较成熟的旧桥维修加固计算理论土木工程专业毕业设计7方法和技术措施手段。我国目前正在陆续开展石拱桥、桁式组合拱桥、双曲拱桥、预应力混凝土斜拉桥、钢筋混凝土肋拱桥、预应力混凝土斜拉桥、连续刚构和连续梁桥等的专用配套的维修加固技术，桥梁抗震加固和震后加固技术，桥梁维修加固质量检验评定方法，桥梁加固高粘结抗扰动混凝土等新材料的研究。我国的桥梁维修加固工作正逐步走向科学规范化。1.2.2桥墩病害随着桥梁检测技术的不断成熟，我们对桥墩病害也有了更多的认识。桥梁墩台是桥梁的重要组成部分之一，它关系到桥跨结构在平面和高程上的位置，并将荷载传递给地基。墩台的承载力和稳定性很大程度上决定了桥梁的耐久性。墩台、基础的缺陷及病害主要有以下几种：（1）浆砌片石桥台、护坡等部位，由于缺少养护，加上水流冲刷等原因出现开裂、破损、淘空等现象；（2）桥台由于侧墙内填土不密实，或采用含水量较大或渗水不良的土壤，造成填土不均匀沉降和排水不良而发生裂缝，常常引起侧墙与台体分离；或由于气候条件、流水和流冰的侵蚀造成墩台表面风化剥落，发生桥台侧墙、胸墙倾斜、轻微鼓肚、两侧锥坡和八字翼墙发生鼓肚沉陷；（3）扩大基础由于回填不当、排水不畅、引起土压力和支撑力变化等原因，导致墩台产生位移开裂等病害；（4）桩基础由于桩头的残渣清理不净，桩头处理不好，以及桩身各种质量缺陷（如墩顶漏筋、桩位偏差、缩颈离析、夹泥断桩），造成桥梁墩台出现各种不同的缺陷和病害表现方式：下沉、倾斜、开裂、滑移等；土木工程专业毕业设计8（5）下部结构的桥墩桥台由于受到基础不均匀沉降局部应力集中设计构造失误、施工质量不佳、支座损坏后产生的次生内力、混凝土温度收缩、水压力及冲刷淘空等因素导致出现了各种结构性裂缝，部分结构裂缝宽度开张的很宽，成为影响桥梁承载能力的安全隐患；（6）沉井基础会因开挖方法、地下水处理，减少摩阻方法不当及刃脚部位的封底不严密，造成墩台的缺陷和病害；（7）其他病害，如混凝土剥离、桥面漏水漏筋、混凝土空洞、蜂窝麻面，以及天然地基上的浅基础被冲刷悬空；灌注和打桩基础受水冲刷、侵蚀等缺陷和病害。1.2.3.1墩台的加固方法为了延长桥梁寿命，提高其承载能力必须进行桥梁的维修加固。对于墩台的病害，其加固方法主要有一下五种：（1）箍套加固法当桥墩、桥台等下部结构承载能力不满足要求、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥落、排水不良等因素造成损坏、变形、侧移及肚鼓等各种病害时，可以对有缺陷的桥墩、桥台等采取外围浇筑一层钢筋混凝土箍套进行加固补强。（2）对于桥台滑移倾斜对于桥梁的桥台产生侧向滑移倾斜时，常用的加固方法如下：进行增设支撑，增设辅助挡土墙，减轻荷载法。（3）预应力拉杆加固法当桥台尚未稳定、桥台与拱上侧墙等结构物已经变形时，可采用设置拉土木工程专业毕业设计9杆或锚索的方法进行调整加固。（4）桥台梁帽扩宽方法在一些情况下，需要对旧桥进行扩宽，伴随着上部结构的扩宽，下部结构桥墩、桥台也要随之加宽。当原结构布置有桥台或帽梁时，常常采用接长帽梁的做法。（5）桥墩加高方法当桥墩沉降过大影响到桥下净空，对桥梁正常安全运营构