1、近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和交通事業(yè)的大力發(fā)展,人員和物資流動(dòng)日益頻繁,部分已建高速公路的交通量進(jìn)入飽和狀態(tài)甚至出現(xiàn)交通堵塞現(xiàn)象,需要對(duì)原有高速公路進(jìn)行拓寬改建,因此產(chǎn)生了舊橋拓寬問(wèn)題。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者對(duì)高速公路橋梁拓寬改建做了較多的研究工作,且擁有很多比較成功的案例,但尚未對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)給出明確的指導(dǎo)意見(jiàn),其中舊橋加寬工程中新橋與舊橋共同作用問(wèn)題備受學(xué)術(shù)界及工程技術(shù)人員的關(guān)注。本文以高速公路上的典型橋梁為依托背景,針對(duì)目前舊

2、橋拓寬過(guò)程中存在的一些關(guān)鍵問(wèn)題,對(duì)舊橋拓寬方法、拓寬后新舊橋梁耦合受力分析、新舊橋梁上部混凝土收縮、徐變差異影響、下部基礎(chǔ)不均勻沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)受力的影響及控制方法等方面展開(kāi)分析研究。具體完成以下主要工作:
　　系統(tǒng)介紹了已有橋梁拓寬及銜接方法,并比較分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上闡述了各拓寬及銜接方法的適用性。根據(jù)所得結(jié)果并結(jié)合依托工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了適合不同連接方法的拓寬拼接裝配式梁橋的荷載橫向分布計(jì)算方法。結(jié)合有限元分析軟件

3、ANSYS,通過(guò)荷載橫向傳遞規(guī)律分析和依據(jù)內(nèi)力變形分析兩種方法,對(duì)拓寬橋梁通行能力進(jìn)行分析。分析了影響舊橋主梁的荷載橫向分布系數(shù)的各種因素;分析在剛接與鉸接兩種拓寬拼接形式下,舊橋主粱橫向分布系數(shù)的變化。分析表明,拓寬后舊橋內(nèi)側(cè)邊梁在活載作用下的撓度及內(nèi)力均大大降低;不同銜接方式對(duì)舊橋主梁承載力的影響較小。
　　應(yīng)用ANSYS軟件中的CREEP材料模擬徐變,通過(guò)有限元法對(duì)推遲拼接時(shí)間及用溫度荷載模擬預(yù)應(yīng)力與混凝土收縮應(yīng)變進(jìn)行拓寬后

4、裝配式橋梁的收縮徐變分析。分析表明,混凝土收縮徐變的齡期差將引起新舊橋變形差、內(nèi)力差、新老混凝土結(jié)合面的局部應(yīng)力,得出推遲拼接時(shí)間可有效改善混凝土收縮徐變差異對(duì)拓寬后橋梁的影響;收縮徐變差異對(duì)新梁內(nèi)力的影響顯著,該差異使拓寬橋梁發(fā)生橫向變形,且離支點(diǎn)截面越遠(yuǎn)收縮徐變?cè)斤@著。
　　結(jié)合ANSYS軟件建立了不同銜接方式拓寬裝配式橋梁的有限元模型,對(duì)拓寬裝配式橋梁發(fā)生基礎(chǔ)沉降后,主梁產(chǎn)生的附加內(nèi)力及沉降差對(duì)拓寬橋梁的影響分別進(jìn)行了研究,

5、并給出在活載和基礎(chǔ)沉降共同作用下,銜接截面允許變形值。此外,根據(jù)不同拼接構(gòu)造措施下上部結(jié)構(gòu)所能承受的最大基礎(chǔ)沉降值,提出新、舊橋梁基礎(chǔ)沉降差容許值概念。通過(guò)基礎(chǔ)沉降計(jì)算,給出不同計(jì)算理論下,各橋沉降值,將此值與上部結(jié)構(gòu)沉降允許變形值進(jìn)行比較。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果和理論分析結(jié)果表明,將新、舊橋梁的基礎(chǔ)沉降差控制在容許值范圍內(nèi)是完全可能的。
　　本文的研究成果已應(yīng)用于西潼、西寶高速公路,也為以后其它高速公路中裝配式梁橋的拓寬設(shè)計(jì)提供參考。