下承式钢管混凝土拱桥荷载试验研究

论文摘要

近几十年来，随着科学技术的进步，国民经济的蓬勃发展，国家基础设施建设规模的不断扩大，我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就，桥梁建筑技术也有了很大的进展。钢管混凝土拱桥由于承载力高、跨越能力强、抗震性能好、施工方便而得到迅速发展。同时也是我国自1990年以来应用发展最快的一种桥型。为保证桥梁的正常使用，检验桥梁结构特性及其工作状态是否符合设计标准和使用要求，需要对桥梁进行动静载荷载试验。本文根据有关桥梁荷载试验的要求，针对某跨度为120米的钢管混凝土系杆拱桥制定详细的动静载试验方案。在静载条件下，获取了横梁跨中应力、支座剪应力、各控制截面钢管拱肋横截面的应变分布、系杆的拉力等应力和应变数据，同时还对横梁、纵桥向桥面以及拱肋的位移或变形进行了观测；在动载条件下，对不同车速、跳车、刹车下的桥面和钢管混凝土拱的动应变和动位移进行了采样，分析了不同荷载条件下桥面和钢管混凝土拱的冲击系数，同时根据采样数据研究了桥面和拱肋的自振频率和阻尼比。为与试验结果进行对比，本文采用梁单元、索单元建立了该拱桥有限元模型，按照荷载试验方案中的工况进行了静力分析，建模时采用等代法对钢管混凝土进行了处理。将计算结果与试验结果进行了对比。研究表明，该桥梁具有较好的横向整体性，在试验荷载作用下处于弹性工作范围，桥面和钢管混凝土拱频率较大、阻尼比较小，在不同动荷载作用下，具有不同的冲击系数。通过有限元分析表明，本文采用的建模方法是正确可行的。本文的研究成果为同类工程提供了借鉴，为桥梁设计和荷载试验规范提供参考数据。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 钢管混凝土拱桥的发展
• 1.2 桥梁的荷载试验
• 1.2.1 结构荷载试验及检测的发展
• 1.2.2 桥梁荷载及检测试验历史
• 1.2.3 国内外研究现状、水平
• 1.3 课题的来源及目的
• 第2章 试验方案
• 2.1 工程概况
• 2.2 试验原理
• 2.2.1 静载检测
• 2.2.2 动载检测
• 2.3 试验方案
• 2.3.1 静载试验方案
• 2.3.2 动载试验测试方案
• 2.3.3 桥梁荷载试验及措施
• 第3章 试验结果分析
• 3.1 引言
• 3.2 静载试验数据分析方法
• 3.3 静载试验结果分析
• 3.4 动载试验数据分析方法
• 3.5 动载试验结果分析
• 3.5.1 冲击系数
• 3.5.2 自振频率
• 3.5.3 阻尼比
• 3.6 结论
• 第4章 钢管混凝土拱桥有限元分析
• 4.1 钢管混凝土刚度计算
• 4.2 钢管混凝土拱桥有限元建模
• 4.3 计算结果分析
• 第5章 结论
• 参考文献
• 作者在攻读硕士期间公开发表的论文
• 致谢