钢板加固法对桥墩受力性能的影响分析开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，车辆的增多造成交通量的骤增，重型车、超重车数量的增加，加剧了公路、桥梁的破坏。上世纪七八十年代修建的桥梁因设计荷载低，已经远远不能满足当今交通发展的需要。于此同时混凝土结构由于设计施工的失误,使用过程中遭受损坏,以及设备更新等原因常导致结构的抗力不足而需要对结构进行补强加固。

同时我们不难想象倘若桥梁因只是桥墩部分或只是桥梁某些地方不能达到使用目的，此时不使用钢板加固桥墩技术而采用拆除整座桥梁的办法的话，势必导致大量的材料的浪费，同时大家知道在土木工程之中，建筑物或构筑物的建造一定会大量使用混泥土，这样一来会导致环境的污染，对我们的国家总体而言也是不利的。从经济的角度和施工周期的角度来说的更是不可行的。然而采用加固桥墩技术则可以避免这一切的发生，起到节约材料保护环境，同时对人们的生活起到更大便利。所以加固技术在未来的发展一定有很好的前景，而对于钢板加固桥墩技术则更是有很好的前景和市场。

而土木工程加固技术随着新思想、新材料的出现,新技术层出不穷,其中采用钢板加固技术是一门即古老又年轻的技术,它包括粘贴钢板加固法和锚栓钢板加固法。锚栓钢板加固法的重要部件锚栓在过去几年中发展十分迅速,高率的成孔方法和锚固技术使该加固方法的应用范围越来越广。另外,粘加固法虽有其应用上的局限性,但是不需要在原构件和钢板上大量钻孔,不但对原结构构件截面损伤小,而且一般在相同的条件下加固同样的构件所需结构胶的费用要低于使用锚栓的费用,又具有了经济上的优势,因此在新的耐热、耐湿及高强结构胶问世之前,可结合锚栓钢板加固法共同加固建筑结构,发挥各自的优势,扬长避短,以达到加固效果最优性价比的目标,能有效地避免二次修复。

2. 国内外研究现状分析

目前土木工程加固技术包括粘贴钢板加固法和锚栓钢板加固法。粘贴钢板加固法在国外开始于上世纪60年代,在我国于80年代后期才开始推广使用,在国际上是一种技术成熟适用面较广的加固方法。关于粘钢加固国内外都做了大量的试验和理论研究,它不仅被证明能应用于房屋建筑结构中,在桥梁和水工结构中的加固效果也相当显著。但也存在一些不足之处,比如结构胶长期抗老化性能还没有被工程实践所验证等,这就需要对结构胶的耐久性做进一步的研究,只有这样,粘钢加固才可能具有持续的生命力;锚栓钢板加固法是近几年发展起来的一门新加固技术,虽然目前在国内外的应用尚不广泛,特别是在我国该技术才刚刚起步,相关的试验和理论研究基本处于空白,但是随着国内外关于该加固方法的试验和理论研究的不断深入,锚栓钢板加固法同样将被证明是一种很有效的前景良好的加固技术。

作为锚栓钢板加固法的重要部件锚栓在过去几年中发展十分迅速,高效率的成孔方法和锚固技术使该加固方法的应用范围越来越广。例如近几年发展起来的自锁锚杆扩孔植筋锚固技术用扩孔钻头将孔底扩成锥形,将锚杆端部开成锲形槽,通过端部锲块,加压使锚杆张开自锁,再灌注无机粘结剂,以达到锚固效果。该锚固技术的特点是可靠性高、耐老化、耐高温、耐水,有效克服了粘钢加固法受环境条件限制和易发生端部剥离脆性破坏的缺点,由此可知锚栓钢板加固法将会有很广泛的应用前景。在钢筋混凝土结构、钢结构修补加固工程中比一般加固方法有着非常明显的综合优势,特别是在水工结构中,众所周知,水工混凝土结构的特点是潮湿和有水,而采用这种自锁锚杆锚固钢板加固水工结构,锚杆的机械连接作用不仅可以大大增强钢板与混凝土之间的共同工作性能,而且具有超强的防水防腐蚀效果、施工简便、施工周期短、质量容易保证等优点,其优越性是其它加固方法无法相比的,因此,可以预料锚栓钢板在水工建筑物的修补加固工程中将会发挥重大的作用,有着非常好的发展前景。另外,粘加固法虽有其应用上的局限性,但是不需要在原构件和钢板上大量钻孔,不但对原结构构件截面损伤小,而且一般在相同的条件下加固同样的构件所需结构胶的费用要低于使用锚栓的费用,又具有了经济上的优势,因此在新的耐热、耐湿及高强结构胶问世之前,可结合锚栓钢板加固法共同加固建筑结构,发挥各自的优势,扬长避短,以达到加固效果最优性价比的目标。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

本文首先根据上世纪修建的桥梁因设计荷载低，和同时混凝土结构由于设计施工的失误,使用过程中遭受损坏,以及设备更新等原因常导致结构的抗力不足。使得桥墩承载力不足。得出钢板加固桥梁技术有着很好的发展前景。在原有的结构上进行钢板加固，研究在钢板加固的方法和钢板加固后桥墩或者混泥土的性能。

然后通过使用ansys软件对钢板加固后的混泥土和没有进行钢板加固混泥土，以及和不同厚度的钢板加固的混凝土进行比较，得出加多厚的钢板为最佳，研究进行钢板加固后混泥土的具体力学情况，以及此类加固技术的可应用领域。

4. 研究创新点

本文主要通过使用ANSYS软件对钢板加固的混凝土实体进行模拟。这种通过ANSYS软件来分析研究问题既能快速准确地研究分析想要的模型，并且可以很精确的得出实验结果，在经济上可行，和传统的通过实验来分析该方法大大缩短了时间，同时节省了许多材料，避免了许多不必要的浪费。

这种通过使用ANSYS软件对加固技术进行分析，可以更加形象的来研究物体受力后的应力变形情况。并且可以分析和研究其他结构，通过模拟实际，最大程度的发挥ANSYS在土木工程领域的作用，同时也可以为传统实验的结果作为参考和比较，为以后更复杂的实验研究或工程实际做铺垫。