连续梁桥的静动载试验及有限元分析

摘要

本文系统地分析了桥梁试验计算的基本过程，详细分析了利用通用软件ANSYS进行桥梁试验计算的基本理论。并以三亚湾大桥桥梁试验计算为例对这些理论进行了验证。主要完成了以下工作： 1．对大型有限元软件ANSYS进行桥梁现场荷载试验计算进行了理论上的分析。具体内容包括静力分析理论、桥梁固有振动理论、瞬态动力学理论。从理论上分析了桥梁现场试验计算的基本原理。 2．分别建立了平面模型和空间模型，对实桥进行了静、动力分析，比较两种模型下计算结果的差别，并与实测结果进行了比较。通过比较以验证平面模型计算结果的可行性和可靠性。 3．通过静、动载理论计算分析，确定了三亚湾大桥静、动载试验方案。通过试验说明三亚湾大桥承载能力、刚度、裂缝、动力性能等各项指标均满足规范和规程要求，设计和施工质量优良，正常使用条件下安全可靠。 4．利用有限元软件ANSYS建立车桥共振模型，把车辆模型简化为常量力加简谐力模型，对三亚湾大桥跑车试验过程进行了仿真分析。通过理论计算结果与实测结果比较表明，结算结果与实测结果吻合较好，验证了使用该模型计算同类问题的可行性。 5．分析了桥梁不同位置冲击系数的差别；阻尼、车辆荷载模型、车辆数量对桥梁动力反应的影响；冲击系数评价尺度的差异。

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2桥梁试验数据分析及评价方法在我国现行相关规范中的规定

1.2.1静载试验限值及评价方法

1.2.2动载试验数据分析与评价

1.3本文的研究内容

第二章现场荷载试验有限元分析在ANSYS中的实现

2.1静力分析理论在ANSYS中的实现

2.2桥梁的固有振动理论及其在ANSYS中的实现

2.2.1桥梁固有振动理论

2.2.2固有振动理论在ANSYS中的实现

2.3瞬态动力学理论及其在ANSYS中的实现

2.3.1瞬态动力学理论

2.3.2瞬态动力学理论在ANSYS中的实现

2.4 小结

第三章工程实例计算

3.1三亚湾大桥概况

3.2试验目的、依据和内容

3.2.1试验目的

3.2.2试验依据

3.2.3试验内容

3.3三亚湾大桥静载试验

3.3.1用BEAM3单元建模

3.3.2用SHELL63单元建模

3.3.3静载试验评价

3.4三亚湾大桥动载试验

3.4.1固有频率和振型的有限元分析

3.4.2试验方案

3.4.3地脉动测试数据

3.4.4跑车试验理论分析以及与实验结果的对比

3.4.5跳车与刹车试验理论分析以及与试验结果的对比

3.4.6动载试验评价

3.4.7小结

第四章参数计算

4.1阻尼对冲击系数的影响

4.2位移和弯矩作为冲击系数评定指标的差异

4.3常量力模型和简谐力模型差异

4.4单辆车与多辆车对桥梁动力反应的影响

4.5小结

结论

参考文献

附录

致谢