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中承式钢管混凝土拱桥合理桥道系试验研究

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第一章概述

1.1拱桥的发展历史和钢管混凝土拱桥在我国的发展

1.1.1拱桥的发展历史

1.1.2钢管混凝土拱桥在国内外的发展概况

1.1.3钢管混凝土拱桥在我国迅速发展的原因

1.2钢管混凝土拱桥的现状与发展趋势

1.2.1钢管混凝土拱桥的现状

1.2.2钢管混凝土拱桥的基本工作性能

1.2.3钢管混凝土拱桥的发展趋势

1.3大跨径钢管混凝土拱桥桥道系形式及受力特点

1.3.1简支桥道系形式受力特点

1.3.2连续桥道系受力特点

1.3.3简支-连续桥道系与分段连续桥道系受力特点

1.3.4目前桥道系形式存在的主要问题

1.4本文研究的主要内容

第二章有限元方法分析试验模型

2.1 概述

2.2模型试验目的与模型设计

2.2.1模型试验的目的

2.2.2模型各构件几何尺寸的确定

2.3有限单元法

2.3.1桥梁结构有限元法的分析过程

2.3.2有限单元法分析试验模型

2.3.3有限单元法模拟桥道系形式

2.3.3有限单元法模拟荷载工况

2.4桥道系分段位置的确定

2.4.1自重作用下,桥道系分段位置的确定

2.4.2温度变化作用下,桥道系分段位置的确定

2.4.3外加荷载作用下,桥道系分段位置的确定

2.5相同荷载工况下,不同桥道系吊杆拉力比较

2.5.1自重作用下,吊杆力比较

2.5.2温度变化作用下,吊杆力比较

2.5.3外加荷载作用下,吊杆力比较

2.6本章小结

第三章模型试验

3.1模型试验分类与模型设计

3.1.1模型试验分类

3.1.2模型制作

3.2测试原理与测试方法

3.2.1测试原理

3.2.2测试方法

3.2.3仪器设备与数据采集系统软件介绍

3.3试验加载方案设计

3.3.1加载工况

3.3.2注意事项

3.4试验操作与数据收集方法

3.4.1试验操作

3.4.2数据收集方法

3.5测试数据整理

3.5.1有限元计算模型桥参数的调整

3.5.2试验数据处理

3.5.3模型试验实测值

3.5.4模型试验实测值与有限元计算值对比

3.6本章小结

第四章实桥的数值模拟分析

4.1钢管混凝土拱桥计算方法

4.1.1双单元法

4.1.2换算截面法

4.1.3钢管混凝土单元法

4.1.4换算截面法与钢管混凝土单元法比较

4.2实桥的有限元计算模型

4.2.1桥道系的类型

4.2.2不同的荷载工况

4.3不同类型桥道系对吊杆力的影响

4.3.1自重作用下,吊杆力比较

4.3.2温度荷载作用下,吊杆力比较

4.3.3外加荷载作用下,吊杆力比较

4.4刚度对吊杆受力的影响

4.4.1拱肋刚度变化对吊杆受力的影响

4.4.2桥面板刚度变化对吊杆受力的影响

4.5本章小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

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摘要

简要介绍拱桥的发展历史,以及钢管混凝土拱桥在国内外的应用与发展概况;分析了不同桥道系形式的受力特点;对试验模型和实桥进行了有限元分析,获得不同桥道系结构形式在不同荷载工况下吊杆的受力行为;在此基础上开展了模型试验研究,分别对简支桥道系、简支—连续桥道系、分段连续桥道系以及连续桥道系在横向半跨加载、纵向半跨加载以及反对称加载情况下测试了吊杆力,并将试验测试结果与模型有限元计算结果进行分析;结果表明,实测结果与理论分析吻合良好.在相同加载工况条件下,不同类型的桥道系吊杆力变化普遍较小,而相应的短吊杆力差异较大;此外,简支—连续桥道系的简支与连续交接处、分段连续桥道系的分段交接处吊杆力差异也较大.

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