损伤桥梁荷载横向分布的研究

论文摘要

随着我国经济的迅猛发展,公路交通在国民经济中的地位和作用也越来越突出,桥梁作为公路交通的咽喉,在交通中有着举足轻重的作用。桥梁的横向分布状态,涉及荷载在梁体上分配,是评价桥梁状态的重要手段之一,然而针对损伤桥梁的荷载横向分布关系的研究对桥梁的评估及加固技术的研究具有非常重要的经济及社会意义。本文首先介绍了桥梁损伤的基本原理和桥梁损伤的几种主要形式并对桥梁损伤的机理进行了分析,然后主要对桥梁荷载横向分布进行了理论研究并通过有限元分析软件建立了有限元模型,通过有限元模拟分析结果与理论计算结果进行分析比较,寻找正确的建模的思路及方法。本文建立了损伤桥梁的力学模型,通过梁体刚度的变化对桥梁荷载横向分布的影响进行分析,同时结合具体的工程实例及荷载试验,通过超声波无损检测技术对现场梁体的弹性模量进行测定,对现场测量的数据进行回归分析从而求得梁体的弹性模量。然后通过模拟分析得到桥梁的荷载横向分布的各内力值,并同试验结果进行对比分析,最后将所得的数值同各变量的理论数值进行对比,得出各变量的校验系数,进而得出该荷载等级下桥梁的工作状况系数,达到对该桥承载力和正常使用状态进行评估的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本论文研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 2 桥梁损伤的基本原理
• 2.1 损伤的定义及相关规定
• 2.2 桥梁损伤机理分析
• 2.2.1 裂缝
• 2.2.2 混凝土的碳化及钢筋锈蚀机理
• 2.3 本章小结
• 3 桥梁荷载横向分布计算理论及数值模拟
• 3.1 实用空间理论的基本原理
• 3.1.1 影响面与影响线
• 3.1.2 荷载横向分布系数及其沿桥纵向的变化
• 3.2 梁系法
• 3.2.1 正弦荷载作用下简支梁的受力分析
• 3.2.2 铰接板梁（板）法
• 3.2.3 刚接梁法
• 3.3 算例
• 3.4 大型有限元软件在桥梁荷载横向分布中的数值模拟研究
• 3.4.1 ANSYS 软件简介
• 3.4.2 模型的建立
• 3.4.3 横向分布系数的模拟分析
• 3.4.4 实体在外荷载下的应力分析
• 4 损伤桥梁荷载横向分布的力学分析
• 4.1 损伤桥梁荷载横向分布求解的力学模型
• 4.2 钢筋混凝土梁桥内力及挠度计算
• 4.3 弹性模量的测定
• 4.4 铰损伤对荷载横向分布的影响分析
• 4.5 本章小结
• 5 实桥的试验研究
• 5.1 工程概况
• 5.2 试验荷载及其测点布置
• 5.3 弹性模量的现场测定
• 5.4 有限元模型建立与分析
• 5.5 挠度的校验系数分析
• 5.6 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文