大跨径公铁两用系杆拱桥荷载试验方法的研究分析

摘要

由于桥梁结构形式复杂多样，新颖桥型层出不穷，以往的荷载试验经验和理论无法适用于所有桥梁，对一些特殊荷载、特殊结构的桥梁进行专门的荷载试验方法的研究分析就显得至关重要和迫在眉睫。 本文以在刚建成未投入使用的一座大跨径公铁两用提篮式系杆拱桥—赵家沟大桥，为计算、测试对象，采用大型有限元计算软件MIDAS/CIVIL建立了完整、详尽的有限单元模型，本文计算分析了该桥梁在所有施工阶段的结构行为，以及成桥状态多种荷载组合作用下的结构受力和变形，进而分析了桥梁应力的计算结果。 本文还对该桥梁的自振频率和振型进行了比较精确的计算，并探讨了影响其动力性能的主要因素。并且进行了成桥动静荷载试验，通过荷载试验，了解结构在试验荷载作用下的实际工作状态，检验结构承载能力是否达到设计标准，以便掌握结构的安全承载能力和使用条件；同时了解桥梁结构的自振特性，以及在长期使用荷载作用下的动力性能，为今后营运管养提供初始状态数据；检验桥梁的施工质量，验证结构可靠性，为桥梁竣工验收提供必要的技术数据。 本文通过研究分析了赵家沟大桥该类特殊桥梁荷载试验的方法及特点。通过荷载试验，解决了许多诸如结构的材料性能、动力响应、数学模型建立困难或模型与实际结构差异过大等问题，可以直接测得理论分析与计算的相关参数，掌握桥梁结构在荷载作用下的实际受力和工作状况，探索此种桥梁结构受力行为的一般规律，检验桥跨结构是否符合国家标准和设计要求。 为充实和发展此类桥梁的设计计算理论，积累和检验施工工艺的科学合理性进行了有益的尝试和探索。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1绪论

1.1前言

1.2桥梁荷载试验研究现状、发展动态

1.3本文研究意义和目的

第2章赵家沟大桥概况

2.1结构概况

2.2主要技术参数

2.3主要研究内容

第3章赵家沟大桥的有限元计算分析

3.1概述

3.1.1有限单元法

3.1.2 MIDAS/Civi1简介

3.2内力及变形计算分析

3.2.1主要设计参数

3.2.2主桥结构尺寸

3.2.3计算模型

3.2.4加载工况

3.2.5内力及变形计算

3.3影响线计算结果分析

3.3.1结构模型图

3.3.2加载车道示意图

3.3.3拱助截面影响线

3.3.4系杆截面影响线

第4章静载试验

4.1试验荷载

4.2试验载位及加载方法

4.2.1静载试验的加载步骤

4.2.2载位一

4.2.3载位二

4.2.4载位三

4.2.5载位四

4.2.6载位五

4.2 7载位六

4.3静载试验测试项目

4.4试验测量仪器

4.5试验测点布置

4.5.1桥面挠度测点

4.5.2钢筋混凝土拱变位测点

4.5.3钢筋混凝土拱应变测点

4.5.4预应力混凝土系杆应变测点

4.5.5横梁应变测点

4.6试验结果及分析

4.6.1桥面挠曲变形数据分析

4.6.2拱助截曲应力(应变)数据分析

4.6.3系杆截面应力(应变)数据分析

4.6.4中横梁截面应力(应变)数据分析

4.7静载试验结果评定

4.7.1试验荷载效率评定

4.7.2试验校验系数评定

4.7.3残余变形评定

第5章动载试验

5.1动载试验内容

5.1.1行车试验

5.1.2跳车试验

5.1.3测点布置

5.1.4 测量及分析仪器

5.2测试结果及分析

5.2.1自振动特性测试成果分析

5.2.2动应变时程测试结果及分析

5.2.3阻尼比测试方法及结果分析

第6章吊杆索力测定

6.1吊杆索力测试基本原理

6.1.1频率法残索力测试理论

6.1.2影响索力测试精度的主要原因分析

6.2吊杆索力测试结果

6.2.1各载位荷载作用下吊杆索力

6.2.2吊杆恒载索力

第7章结论与展望

7.1结论

7.1.1试验方法的可靠性

7.1.2结构性能评价

7.2展望

参考文献

致谢