双层桥面钢管混凝土系杆拱桥模型试验研究

摘要

该文第一部分简要回顾了中国的钢管混凝土拱桥的发展历程,介绍了钢管混凝土构件本身的结构特点,由于钢管混凝土本身的优良受力变形性能,使得钢管混凝土特别适合于应用在拱桥结构上;介绍了对于钢管混凝土拱桥的研究水平与研究现状;阐述了该研究课题的意义与实用价值.该文第二部分主要介绍了以下三个方面的理论内容:钢管混凝土拱桥、有限元和试验理论.钢管混凝土拱桥理论部分介绍了这种结构的构件主要构造形式,以及轴心受压和压弯钢管混凝土构件的本构关系;有限元部分包括理论计算方法概述,理论计算的基本假定与简化,然后介绍理论计算中不同预应力的施加方法;试验理论部分介绍了相似理论的三个基本定理,这三个定理是进行模型设计的前提和基础,介绍了进行静力模型设计所需要满足的相似条件,简要说明了模型试验中的误差.该文第三部分介绍了模型桥的设计与制作.首先,根据相似定理确定了模型设计原则,根据设计原则以及必须满足的试验相似条件,确定了模型桥与实桥的各种相似比例,边界条件和模型材料.然后,介绍了模型的制作与安装的简要过程.该文第四部分阐述了对双层桥面钢管混凝土系杆拱桥模型进行理论计算的全过程.其中包括建立理论计算模型,通过理论计算确定了试验实际的加载方案;最后列出了根据加载方案加载,得到的理论计算结果.该文第五部分阐述了试验的内容、方法与步骤以及试验结果.最后对试验数据进行了分析和总结.该文第六部分对理论计算分析方法和试验结果进行了进一步总结,得到了相应的结论.

目录

文摘

英文文摘

1.绪言

1.1引言

1.2我国钢管混凝土拱桥发展简史

1.3钢管混凝土构件的结构特点

1.4钢管混凝土拱桥研究现状

1.5本研究课题研究目的、内容、理论意义和实际应用价值

2.理论基础

2.1引言

2.2钢管混凝土拱桥理论基础

2.2.1钢管混凝土拱桥的主要类型

2.2.2钢管混凝土拱桥主拱圈构造

2.2.3钢管混凝土拱桥横向结构与构造

2.2.4钢管混凝土拱桥桥面系

2.2.5吊杆与系梁

2.2.6钢管混凝土轴心受压构件的基本工作性能

2.2.7钢管混凝土压弯构件荷载-变形关系全过程分析

2.3有限元理论及分析

2.3.1引言

2.3.2计算方法概述

2.3.3计算的基本假定和简化

2.3.4有限无分析中预加力施加方法

2.4试验理论基础

2.4.1引言

2.4.2相似理论中的三个定理

2.4.3静力模型试验中相似条件

2.4.4模型试验的相似误差

3.模型试验设计与制作

3.1模型的设计

3.1.1模型设计原则

3.1.2模型几何相似条件

3.1.3模型荷载相似条件

3.1.4模型的边界相似条件

3.1.5模型的材料

3.1.6模型设计结果

3.2模型的制作与安装

3.2.1拱桁、系梁和横梁等钢结构的制作与安装

3.2.2模型混凝土研制

3.2.3吊杆的安装与制作

3.2.4模型的预应力

4.模型桥理论计算分析

4.1理论计算模型的建立

4.1.1计算模型的单元划分和种类

4.1.2边界条件的处理

4.1.3材料特性的确定

4.2试验加载方案的确定

4.2.1试验加载方案的确定依据

4.2.2试验加载方案确定的方法与步骤

4.2.3单点加载模式下的理论计算结果

4.3模型桥理论计算结果

4.3.1跨中加载上层桥面满布计算结果

4.3.2跨中加载下层桥面满布计算结果

4.3.3跨中加载上下层桥面满布计算结果

4.3.4跨中加载上下层桥面偏载计算结果

4.3.5 3L/8处加载上层桥面满布计算结果

4.3.6 3L/8处加载下层桥面满布计算结果

4.3.7 3L/8处加载下层桥面同时满布计算结果

4.3.8 3L/8处加载下层桥面同时偏载计算结果

4.3.9 L/4处加载上层桥面满布荷载计算结果

4.3.10 L/4 处加载下层桥面满布荷载计算结果

4.3.11 L/4处加载上下层桥面同时满布计算结果

4.3.12 L/4处加载上下层桥面同时偏载计算结果

5.模型试验及结果分析

5.1加载试验内容和方法

5.1.1试验的主要内容

5.1.2 试验荷载及加载方式

5.1.3测试项目、测点布置和仪器选用

5.2试验步骤

5.2.1吊杆内力的调试

5.2.2模拟活载试验

5.3试验结果及分析

5.3.1拱肋的应力和变形试验结果及分析

5.3.2系梁应力和变形试验结果及分析

5.5.3吊杆张拉力试验结果与分析

6结论与展望

6.1理论计算方法的总结

6.2模型试验结果的分析与总结

6.3有待步研究的问题

参考文献

致谢