大跨度钢桁拱桥荷载试验研究

论文摘要

拱桥作为人类发展史上较早应用的一种桥型,具有悠久的历史。拱桥拥有跨度大、安装方便、形式美观等特点,这种桥型在现代社会建设中极为常见。以荷载试验为代表的桥梁检测技术作为桥梁建设中的一个重要组成部分,对于桥梁建设的发展起着重要的作用,可以为已有桥梁的评估和检定提供桥梁结构性能和施工质量方面的科学结论,同时为今后建造同类型更复杂的桥梁提供宝贵的数据和经验。本文首先简单介绍了拱桥的发展历史和主要的几种形式,后着重介绍了与本文即将选取的工程对象万州长江大桥同类型的几种钢桁拱桥。通过建立有限元模型,得到桥跨结构在静载和动载两种工况下的结构响应,而后通过实桥检测得到实测值,将实测值与理论值相比较从而对桥跨结构的安全性作出科学评价。静力荷载下考虑万州端4#墩墩顶附近斜腹杆、万州端边跨L/2附近上弦杆、万州端边跨L/2附近下弦杆等共14个不同工况,分别对各加载试验截面进行应力测试,对边跨桥面和主跨上弦杆等处进挠度测试。通过测试结果发现,万州长江大桥主桥具有良好的刚度和强度条件。动力荷载下选取与静载试验相同的半跨结构进行测试,工况分别选取边跨L/2附近下弦杆、主跨L/2上弦杆、主跨3#短吊杆和主跨跨中桥面,进行脉动试验、行车试验和制动试验等三个实验内容。通过对动应变、动挠度、加速度、振幅、位移、自振频率、阻尼比、脱轨系数等项目的测试,表明万州长江大桥主桥具有良好的动力性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 拱桥的分类与发展历史
• 1.1.1 拱桥的分类
• 1.1.2 拱桥的受力特征
• 1.1.3 我国拱桥历史和发展现状
• 1.1.4 钢桁架桥
• 1.1.5 我国建成的大跨度钢拱桥
• 1.2 我国钢桥的发展与钢桥的优缺点
• 1.2.1 我国钢桥的发展
• 1.2.2 钢桥的优缺点
• 1.3 桥梁检测及荷载试验
• 1.3.1 桥梁检测的任务及意义
• 1.3.2 桥梁检测的内容和分类
• 1.3.3 桥梁检测的组织过程
• 1.3.4 桥梁检测的依据
• 1.4 工程概况
• 第2章 结构有限元分析
• 2.1 结构分析的有限元方法
• 2.1.1 有限元方法概述
• 2.1.2 有限元求解问题的基本步骤
• 2.1.3 拱桥有限元建模及计算方法
• 2.2 万州长江大桥主桥建模思路
• 2.3 实桥各项参数
• 2.3.1 材料属性
• 2.3.2 各杆件截面特性
• 2.3.3 设计荷载
• 2.4 结构有限元静力分析结果
• 2.5 结构有限元动力分析结构
• 第3章 万州长江大桥静载试验方案与分析
• 3.1 静载试验概述
• 3.2 静载试验及工作内容
• 3.2.1 静载试验内容
• 3.2.2 静载试验工况测试项目
• 3.2.3 静载试验测试截面测点布置
• 3.2.4 静载试验荷载
• 3.2.5 静载试验加载方式
• 3.2.6 静载试验测试方法
• 3.2.7 静载试验数据修正及评定
• 3.3 静载试验结果与分析
• 3.3.1 线形测量结果
• 3.3.2 静载实验挠度测试结果
• 3.3.3 静载实验应力测试结果
• 第4章 万州长江大桥动载试验方案与分析
• 4.1 动载试验概述
• 4.2 动载试验及工作内容
• 4.2.1 动载试验内容
• 4.2.2 动载试验测试项目
• 4.2.3 动载试验截面测点布置方案
• 4.2.4 动载试验荷载
• 4.2.5 动载试验测试方法
• 4.2.6 动载试验数据测试与计算
• 4.3 动载试验测试结果与分析
• 4.3.1 自振特性实测结果
• 4.3.2 桥跨结构动力系数实测结果
• 4.3.3 桥跨结构加速度测试结果
• 4.3.4 桥跨结构动位移和振幅测试结果
• 4.3.5 动挠度测试结果
• 4.3.6 支座动位移测试结果
• 4.3.7 脱轨系数测试结果
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献