坡桥桥墩偏位成因与解决措施研究

分 类 号 U448 密 级 公 开单 位 代 码 10618学 号 2120970064名 交 逸 /李专 业 硕 士 学 位 论 文坡桥桥墩偏位成因与解决措施研究研 宄 生 姓 名 ： 徐 数 导师姓名及职称：杜柏松副教授申 请 学 位 类 别 工 程 硕 士 学 位 授 予 单 位 重 庆 交 通 大 学论 文 提 交 日 期 2015年 04月 16日 专 业 领 域 名 称 建 筑 与 土 木 工 程 论 文 答 辩 日 期 2015年 06月 06曰2015年 06月 10日万 方 数 据響|髑|Research of Cause and Solution for PierDeviation of Slope BridgeA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate： Xu Shu Supervisor： Prof. Du BaisongChongqing Jiaotong University, Chongqing, China万 方 数 据2重 庆 交 通 大 学 学 位 论 文 原 创 性 声 明本 人 郑 重 声 明 ： 所 呈 交 的 学 位 论 文 ， 是 本 人 在 导 师 的 指 导 下 ， 独 立 进 行 研 究 工 作 所 取 得 的 成 果 。 除 文 中 己 经 注 明 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不 包 含 任 何 其 他 个 人 或 集 体 己 经 发 表 或 撰 写 过 的 作 品 成 果 。 对 本 文 的 研 究 做 出 重 要 贡 献 的 个 人 和 集 体 , 均 己 在 文 中 以 明 确 方 式 标 明 。 本 人 完 全 意 识 到 本 声 明 的 法 律 结 果 由 本 人 承 担 。学 位 论 文 作 者 签 名 ： 曰 期 ： 年 （ 月 日重 庆 交 通 大 学 学 位 论 文 版 权 使 用 授 权 书本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 学 校 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 同 意 学 校 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件 和 电 子 版 ， 允 许 论 文 被 查 阅 和 借 阅 。 本 人 授 权 重 庆 交 通 大 学 可 以 将 本 学 位 论 文 的 全 部 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行 检 索 ， 可 以 采 用 影 印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制 手 段 保 存 和 汇 编 本 学 位 论 文 。 同 时 授 权 中 国 科 学 技 术 信 息 研 宄 所 将 本 人 学 位 论 文 收 录 到 中 国 学 位 论 文 全 文 数 据 库 ， 并 进 行 信 息 服 务 （ 包 括 但 不 限 于 汇 编 、 复 制 、 发 行 、 信 息 网 络 传 播 等 ） ， 同 时 本 人 保 留 在 其 他 媒 体 发 表 论 文 的 权 利 。学 位 论 文 作 者 签 名 ：日 期 戌 年 6月日指 导 教 师曰 期 6月 I“*曰本 人 同 意 将 本 学 位 论 文 提 交 至 中 国 学 术 期 刊 （ 光 盘 版 ） 电 子 杂 志 社 CNKI系 列 数 据 库 中 全 文 发 布 ， 并 按 中 国 优 秀 博 硕 士 学 位 论 文 全 文 数 据 库 出 版 章 程 规 定 享 受 相 关 权 益 。 -年 6月 日 指 导 教 师 签 曰 期 ： 年疒、 月A曰万 方 数 据摘 要重 庆 地 处 山 岭 重 bearing optimization万 方 数 据II目 录m-n绪 论 .11.1选 题 意 义 .11.2研 究 现 状 .21.2.1墩 台 水 平 力 研 宄 .21.2.2温 度 对 桥 墩 变 形 的 影 响 .41.2.3墩 底 堆 土 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .41.2.4约 朿 方 式 改 变 对 桥 梁 偏 位 的 影 响 .51.3纠 偏 措 施 研 究 现 状 .51.3.1PLC整 体 同 步 控 制 技 术 .51.3.2新 增 盖 梁 加 固 .6第二章坡桥支座病害调研概况 .72.1支 座 的 简 介 .72.2调 研 结 果 中 支 座 出 现 的 病 害 .82.2.1盆 式 支 座 的 安 装 缺 陷 .82.2.2使 用 期 间 出 现 的 病 害 .132.2.3调 研 小 结 .142.3依 托 工 程 .142.3.1工 程 概 况 .142.3.2交 接 墩 病 害 .172.4分 析 内 容 .172.5分 析 方 法 .182.6本 章 小 结 .18第三章桥梁病害对桥壤偏位的影响分析 .203.1 前 .203.2计 算 分 析 模 型 的 选 取 .203.2.1计 算 参 数 .213.2.2盆 式 橡 胶 支 座 支 座 在 MIDAS/Civil中 的 处 理 .213.2.3 土 弹 簧 计 算 .223.3理 想 状 态 下 荷 载 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .243.3.1桥 梁 自 重 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .243.3.2桥 梁 二 期 恒 载 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .253.3.3桥 梁 汽 车 荷 载 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .263.3.4桥 梁 汽 车 制 动 力 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .273.3.5温 度 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 .28万 方 数 据III重 庆 交 通 大 学 硕 士 毕 业 论文3.4支 座 纵 桥 向 安 装 不 水 平 对 梁 体 及 墩 柱 受 力 的 影 响 .313.4.1支 座 倾 斜 模 拟 .313.4.2在 自 重 作 用 下 支 座 安 装 不 水 平 对 梁 体 及 墩 柱 的 受 力 影 响 .323.4.3汽 车 制 动 力 作 用 下 支 座 安 装 不 水 平 对 梁 体 及 墩 柱 的 受 力 影 响 . 333.5有 限 元 软 件 模 拟 在 支 座 安 装 倾 斜 时 墩 顶 的 偏 位 .353.6支 座 未 按 设 计 位 置 安 装 对 桥 墩 偏 位 影 响 分 析 .363.6.1安 装 缺 陷 对 梁 体 的 影 响 .373.6.2安 装 缺 陷 对 桥 墩 的 影 响 .383.7支 座 病 害 演 变 .403.8支 座 脱 空 .443.9本 章 小 结 .53第 四 章 桥 壤 偏 位 局 部 分 析 研 宄 .544.1引 言 .544.2桥 墩 局 部 分 析 的 有 限 元 模 型 .544.2.1有 限 元 模 型 的 选 择 .544.2.2有 限 元 模 型 的 材 料 特 性 .544.2.3有 限 元 模 型 的 建 立 .554.3计 算 结 果 分 析 .554.3.1工 程 实 例 桥 墩 模 型 计 算 .564.3.2墩 高 对 桥 墩 偏 位 的 影 响 分 析 .574.3.4墩 径 对 交 接 墩 偏 移 的 影 响 .594.3.5桥 墩 横 截 面 变 化 对 交 接 墩 偏 移 的 影 响 .624.3.6桥 面 坡 度 对 交 接 墩 偏 移 的 影 响 .644.4本 章 小 结 .67第 五 章 基 于 桥 梁 纠 偏 研 宄 的 措 施 与 建 议 .695_1引 目 .695.2支 座 优 化 .695.2.1支 座 材 料 参 数 .705.2.3支 座 设 计 计 算 .705.3优 化 支 座 安 装 .765.3.1安 装 准 备 .765.3.2安 装 步 骤 与 注 意 事 项 .765.4其 他 .775.5本 章 小 结 .77.796.1结 论 .796.2展 望 .80致 谢 .81万 方 数 据IV参考文献 .82在学期间发表的论著及取得的科研成果 .84V万 方 数 据第 一 章 绪 论第一章绪论1.1选题意义经 济 的 发 展 依 靠 的 是 流 通 ， 商 品 的 流 通 以 及 货 币 利 益 的 流 通 都 依 靠 的 是 运 输 体 系 。 一 个 畅 通 八 达 的 流 通 体 系 是 经 济 高 速 发 展 的 前 提 。 在 我 们 国 家 几 十 年 前 交 通 普 及 率 很 低 ， 严 重 遏 制 了 经 济 的 发 展 。 随 着 现 代 科 技 的 发 展 我 国 公 路 桥 梁 建 设 有 了 突 飞 猛 进 的 进 步 ， 进 而 促 进 了 我 国 经 济 的 发 展 。交 通 绵 延 整 个 国 家 版 图 ， 高 要 求 高 水 准 的 要 求 促 使 着 桥 梁 的 出 现 。 桥 梁 是 路 与 路 的 纽 带 ， 它 的 重 要 地 位 也 同 时 吸 引 着 全 部 人 的 眼 球 。 特 殊 的 地 理 位 置 约 束 着 桥 梁 不 得 出 现 太 多 病 害 ， 以 防 造 成 重 大 事 故 。 所 以 ， 桥 梁 病 害 的 研 宄 始 终 都 是 永 恒 不 变 的 课 题 。桥 梁 建 设 的 规 模 和 能 力 ， 是 一 个 国 家 综 合 国 力 、 科 技 进 步 和 现 代 文 明 的 标 志 , 据 不 完 全 统 计 ， 截 止 2011年 底 ， 中 国 现 有 各 类 桥 梁 70余 万 座 ， 其 中 公 路 桥 梁 近 55万 座 ， 总 数 占 当 今 世 界 桥 梁 的 一 半 以 上 。 纵 观 国 外 桥 梁 病 害 现 状 ， 在 美 国 桥 梁 运 营 时 间 均 达 不 到 设 计 所 要 求 达 到 的 寿 命 ； 同 样 的 问 题 在 德 国 也 有 出 现 ， 运 营 达 十 几 二 十 年 的 桥 梁 几 乎 都 出 现 了 损 伤 。 反 观 我 国 ， 根 据 上 世 纪 90年 代 末 的 统 计 ， 有 40%的 桥 梁 使 用 了 30年 以 上 ， 也 就 是 说 ， 在 未 来 10年 至 20年 内 ， 我 国 将 提 前 迎 来 大 范 围 桥 梁 老 化 现 象 ， 我 们 面 临 严 峻 的 考 验 。 这 些 老 化 现 象 在 现 代 发 展 和 高 负 荷 的 共 同 影 响 下 势 必 会 出 现 恶 性 循 环 ， 特 别 对 于 中 国 桥 梁 大 国 ， 桥 梁 病 害 偏 多 ， 而 这 些 病 害 一 直 困 扰 着 桥 梁 建 设 者 和 桥 梁 主 管 部 门 ， 并 且 我 国 对 桥 梁 病 害 进 行 描 述 的 书 籍 也 不 多 ， 缺 乏 系 统 性 的 研 究 。重 庆 地 处 山 岭 重 丘 区 ， 山 高 谷 深 ， 弯 、 坡 及 高 墩 桥 梁 相 对 较 多 。 由 于 各 种 原 因 导 致 这 些 桥 梁 出 现 墩 柱 偏 移 、 梁 体 偏 移 或 滑 移 等 支 座 相 关 病 害 ， 最 严 重 的 梁 体 和 支 座 之 间 的 相 对 滑 移 达 到 50cm,梁 体 几 乎 落 在 盖 梁 上 ， 严 重 威 胁 桥 梁 运 营 安 全 。 表 1.1为 项 目 组 对 重 庆 部 分 公 路 上 的 出 现 以 上 支 座 相 关 病 害 的 统 计 表 ， 表 中 数 据 显 示 ， 目 前 调 研 统 计 到 的 最 大 偏 移 量 达 到 40cm， 严 重 影 响 了 桥 梁 的 运 营 安 全 。表 1.1重 庆 部 分 激 柱 偏 位 情 况 统 计 表桥 梁 名 称 病 害 情 况 病 害 出 现 期 间李 家 湾 大 桥 4s墩 墩 顶 偏 移 28cm 完 工 运 营 期 间胡 家 湾 大 桥 炉 墩 墩 顶 偏 移 22cm, 10=墩 墩 顶 偏 移 16cm 完 工 运 营 期 间万 方 数 据1重 庆 交 通 大 学 硕 士 毕 业 论文龙 河 大 桥 1/墩 墩 顶 偏 移 12cm 施 工 运 营 期 间大 河 口 大 桥 8s墩 墩 顶 偏 移 12cm 施 工 运 营 期 间毛 嘴 大 桥 43墩 墩 顶 偏 移 40cm 施 工 运 营 期 间河 脚 大 桥 4s墩 墩 顶 偏 移 25cm 施 工 运 营 期 间卷 动 大 桥45堪 墩 顶 偏 移 量 6. 5cm, 8S墩 墩 顶 偏 移 量完 工 运 营 期 间9. 5cmt梁 体 向 下 坡 方 向 滑 移 6. 5cm1.2研究现状 1.2.1墩台水平力研究桥 墩 的 顺 桥 向 产 生 的 偏 移 ， 即 在 水 平 方 向 有 力 的 作 用 ， 当 水 平 力 达 到 一 定 的 界 限 时 ， 对 桥 墩 墩 顶 偏 移 产 生 直 接 的 影 响 。 所 以 ， 对 于 墩 台 水 平 推 力 的 学 习 研 究 是 有 必 要 的 。袁 伦 一 曾 经 在 连 续 桥 面 简 支 梁 桥 墩 台 计 算 实 例 1中 以 当 时 最 多 用 的 桥 面 连 续 简 支 梁 （ 板 ） 上 部 结 构 配 用 橡 胶 支 座 、 柔 性 墩 、 埋 置 式 桥 台 或 者 是 u形