钢筋混凝土盖板涵加固毕业设计

Xx大学毕业论文（设计）题目： 铁路盖板涵病害整治与加固设计 )5.3(pl姓 名： 学 号： 学 院： 土木工程学院 专 业： 土木工程 班 级： 指导老师： xx 线 k279+848 13m 盖板涵加固设计专业：土木工程 姓名： 指导教师： 摘 要： 本设计为跨径 3m 钢筋混凝土盖板涵的加固设计，综合考虑安全，适用，经济，美观等因素，对其采用嵌套钢筋混凝土框架涵的方法进行加固。施工时直接在原有盖板涵中现浇施工，待顶板混凝土达到设计强度的 80后再在框架涵顶板与原盖板底面之间填充干硬性混凝土，使框架涵与盖板涵形成一个整体变形结构。设计中先对既有盖板涵进行承载力验算，然后对后加固结构进行抗弯，抗剪，裂缝宽度，挠度等进行验算。关键词: 钢筋混凝土盖板涵，钢筋混凝土框架涵，承载力ABSTRACTThe design of 1-4 m reinforcement design of reinforced concrete slab culvert, comprehensive consideration of safety, applicable, economic, beautiful, its use nested method to reinforce rc frame culvert.Construction in the original slab culvert construction directly, after waiting for roof concrete meet the design strength again in the framework with the original flat bottom between filling culvert roof harsh concrete, guarantee the reliable delivery of force, after the reinforced structure to achieve the desired effect.To bearing capacity of both the slab culvert, mainly in the design of the stability of the calculation, after reinforcement structure for the bending, shear, crack width calculation, etc.Key words: Reinforced concrete frame culvert, Bearing capacity第 1 章 基本设计资料及要求 .51.1 工程概况 .51.2 设计依据： .81.3 相关技术标准及参数： .8第 2 章 既有盖板涵承载力评估 .92.1 既有盖板涵病害 .92.1.1 活载分布问题 .92.1.2 挠度问题 .102.1.3 盖板保护层及帽石问题 .112.1.4 地基问题 .112.1.5 两侧路基下沉问题 .112.2 针对目前状况原因分析 .122.2.1 涵上轨道结构的变化 .122.2.2 既有线提速、重载化发展带来的影响 .122.2.3 盖板疲劳和荷载的影响 .132.2.4 涵洞墙身劣化的影响 .132.3.既有盖板承载力计算（一） .142.3.1 荷载计算 .142.3.2 内力计算 .152.3.3 既有盖板钢筋布置情况简介 .172.3.4 对既有结构进行承载力验算 .172.4 既有盖板承载力计算（二） .18第 3 章 加固方案比选 .293.1 桥型选取的原则 .293.2 桥型的方案比选 .293.2.2 加固方案二：顶进框架涵加固 .293.2.3 加固方案三：体外预应力加固既有钢筋混凝土盖板 303.2.4 加固方案四：嵌套框架涵处理 .313.3 方案比选结果 .33第 4 章 框架涵截面尺寸拟定 .334.1 涵节结构尺寸之拟定 .33第 5 章 框架涵内力计算 .345.1 外力计算 .355.2 内力计算 .365.2.1 角点弯矩及各边轴力计算 .365.2.2 控制设计截面的弯矩计算 .385.2.3 框架涵在荷载作用下的弯矩图 .41第 6 章 后加固框架涵检算 .426.1 钢筋的构造要求检算 .426.2 各控制截面抗弯承载力的检算 .426.3 框架涵的内力及抗力包络图 .49绪论1、选题的范围、目的、意义、国内外对本课题涉及问题的研究现状及具体加固方法1、研究的范围：宝中线铁路盖板涵病害整治与加固设计2、选题的目的：对既有铁路盖板涵涵洞进行承载力检算，看其在现有铁路运输荷载作用下承载力满足与否。针对检算时盖板出现的问题，拟定相应的加固设计方案，力求使涵洞整体达到安全运营下的承载力要求。3、选题的意义：通过大量的查阅文献资料，对铁路盖板涵的构造要求及承载特点等有了详细的了解，查阅和掌握规范并依据规范对现役涵洞进行力学性能检算，及有针对性地对涵洞病害拟定加固修复方案和加固设计。提高对涵洞计算理论的理解并熟练运用。提高绘图和识图能力，提高对规范的熟悉成度和搜索、获取、运用资料的能力。4、国内外对本课题涉及问题的研究现状：从目前的通行情况看，既有盖板涵不能完全适应重载的需要，长期运营将会使盖板涵结构的损伤加剧甚至会出现疲劳破坏，进而影响重载列车的运行安全。盖板涵结构受力明显增大，裂缝增多，掉块范围大、保护层厚度不足，有钢筋裸漏并且有的位置发生变化、钢筋锈蚀、 边墙浆砌片石勾缝脱落、砂浆变酥等病害。5、具体加固方法：顶进框架涵加固、体外预应力加固既有钢筋混凝土盖板、嵌套框架涵处理。2、加固后的盖板涵应达到的技术要求使加固后的涵洞的强度、刚度能满足现在及未来列车的安全运营，并且使其使用寿命得到延长。1第 1 章 基本设计资料及要求1.1 工程概况宝中线全长 511km，共有盖板涵洞 1000 多座。按照中华人民共和国铁道部通用图钢筋混凝土、混凝土及石盖板箱梁 ，肆桥 5009 进行设计，设计列车竖向静活载采用中华人民共和国铁路标准，即 “中活载” 。所有涵洞为 M10 浆砌片石涵台，涵台上端 C15 混凝土顶帽，C20 钢筋混凝土盖板。线路情况：该涵为单线涵洞,与线路斜交 。25荷载：该桥设计荷载采用中活载。地质情况：土质为黄土质粘性土，基本承载力为 150kPa。宝中线在运量不断增加的情况下，年运输量近期为 1200 万吨， 中期为 1800 万吨，扩能后单线可达 2500 万吨。特别是盖板涵，存在着不同程度的病害。从目前的通行情况看，既有盖板涵不能完全适应重载的需要，长期运营将会使盖板涵结构的损伤加剧甚至会出现疲劳破坏，进而影响重载列车的运行安全。盖板涵结构受力明显增大，裂缝增多，掉块范围大、保护层厚度不足，有裸露钢筋并且有的位置发生变化、钢筋锈蚀、 边墙浆砌片石勾缝脱落、砂浆变酥等病害。宝中线盖板涵经多年运营，存在着不同程度的病害：（1）防水层失效，盖板、涵台顶帽等部位出现渗水见图 1.1 和图 1.2。2图 1.1 盖板局部渗水 图 1.2 盖板接缝渗水严重（2）涵台或涵身下沉，造成局部或整体裂缝见图 1.3。图 1.3 盖板涵开裂 图 1.4 盖板底部露筋、锈蚀（3）盖板保护层脱落，出现露筋见图 1.4。（4）涵台漏浆、渗水，接缝处膨胀，填缝砂浆风化，脱落见图 1.5。图 1.5 边墙勾缝砂浆风化、脱落 图 1.6 盖板底部大面积蜂窝麻面（5）盖板、涵身、涵台顶出现蜂窝、麻面和掉块等现象见图 1.6。（6）翼墙、涵台顶帽、盖板出现不同裂缝，裂缝宽度从 0.1mm2mm，严重影响盖板涵结构的整体性、耐久性和安全性，是盖板涵继续劣化的重要原因。3宝中线 K279+848 上、下行为 13.0m 钢筋混凝土盖板涵，全长 7m,盖板涵是盖板箱形涵洞的简称，其结构主体由基础、涵台和盖板组成，盖板多用钢筋混凝土制作，涵台一般由浆砌片石加混凝土帽石组成。盖板涵因其涵台等所用材料便于就地取材，盖板可以预制，投资低，施工工期短等优点，曾在铁路建设中被广泛采用。但是，随着铁路运输向提速和重载方向发展，既有盖板涵陆续出现了值得引起重视的问题。本涵原混凝土质量很差，部分混凝土已发红，并大面积剥落，渗水严重，钢筋锈蚀严重，造成承载力下降，随时有坍塌的可能。需对涵洞进行及时加固。1.2 设计依据：1.铁路桥涵设计基本规范 （TB10002.12005）2.铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 （TB10002.32005）3.铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范 （TB1