石拱桥截面应力测试技术研究

摘要

本文针对石拱桥受力特性与截面应力检测方法，收集了大量的文献资料并进行整理分析和理论探讨，在此基础上设计制作了石砌体结构模型，分别对料石、砂浆和砌体结构进行了试验研究，并通过实桥予以验证，取得如下主要研究成果和认识。
　　 ①石砌体结构综合弹性模量(E)不仅取决于料石弹性模量(EC)、砂浆弹性模量(ES)，还与分析范围内的两种材料的几何尺寸或数量(m)有关，即“局部综合弹性模量”E=f(EC,ES,m)。当分析对象的砌体材料数量足够大时(m→∞)，其“极限综合弹模”才主要取决于料石和砂浆材料的弹性模量(或标号)，即E0=f0(EC,ES)。
　　 ②石砌体结构在偏心受压荷载作用下，截面的变形规律基本满足平截面假定。
　　 ③通过石砌体结构的模型试验，验证了在料石上直接粘接应变片，将测得的应变值乘以料石的弹性模量(EC)换算成截面应力的方法是可行的。
　　 ④通过研究认为，根据设计规范对石拱桥的计算理论，全桥按照料石和砂浆两种材料取定的一个综合弹性模量与本文提出的“极限综合弹性模量”(E0)是相对应的，可作为试验检测的理论计算参数，但在应力测试时，应按照“局部综合弹性模量”E=f(EC,ES,m)计算。较好且准确的方法是单层料石上测试截面应力，此时E=(EC,ES,0)=EC，即可将测试应变值乘以料石弹性模量(EC)而得到实测应力。
　　 ⑤通过对料石和砂浆的抗压强度及弹性模量试验，验证了其弹性模量与其抗压强度有关，并随抗压强度的增大而提高。本文的研究是针对石拱桥拱圈单层结构开展的，对于多层结构尚有待进一步论证和研究，作者认为，今后还需通过较多数量的试件，建立砂浆抗压强度与弹性模量之间的关系式。砌体动力荷载作用下的弹性模量以及复杂应力状态下的弹性模量取值尚有待进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2问题的提出

1.3国内外研究现状

1.4研究的目的与内容

1.4.1研究目的

1.4.2研究内容

1.5本文的主要工作内容

第二章砌体结构受力特性

2.1砌体结构的强度与变形

2.2砌体受压应力应变曲线

2.3砌体受压应力应变曲线的微观分析

2.4本章小结

第三章石拱桥试验检测技术

3.1石拱桥检测技术方法

3.1.1基于外观调查评定法

3.1.2以设计规范为基础的验算评定法

3.1.3荷载试验评定方法

3.1.4综合方法

3.2石拱桥的荷载试验检测技术及要点

3.3本章小结

第四章石砌体试验模型设计

4.1试验目的

4.2试验模型的设计

4.3试验偏心距的选取

4.4模型试验的有限元分析

4.5石砌体综合弹性模量的理论推导

4.6试验模型的制作

4.7本章小结

第五章砌体模型的材料试验

5.1料石的力学性能试验

5.1.1料石的立方体抗压强度试验

5.1.2料石的抗压弹性模量试验

5.2砂浆的力学性能试验

5.2.1砂浆立方体抗压强度试验

5.2.2砂浆抗压弹性模量试验

5.3本章小结

第六章石砌体模型的结构试验

6.1试验方法

6.2测点布置

6.3试验设备

6.4轴心受压试验

6.5偏心受压试验

6.5.1偏心距为47mm的偏心受压试验

6.5.2偏心距为70mm的偏心受压试验

6.6本章小结

第七章石拱桥荷载试验

7.1桥梁概况

7.2试验工况

7.3试验截面测点布置

7.4试验结果分析

7.5本章小结

第八章结论与展望

8.1结论

8.2有待进一步解决的问题

致 谢

参考文献

在学期间发表的学术论著及取得的科研成果