毕业设计（论文）-拱桥静、动力荷载试验方案毕业设计

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1、毕业设计（论文）前言拱桥是我国公路上使用很广泛的一种桥梁体系。拱式结构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力，由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。这样便可以充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料来修建拱桥，由于拱桥的这些优点，使得它成为我国公路桥梁中主要的桥型之一[1]。桥梁结构与生物的生长衰亡周期一样，具有其独特的生命周期。而在桥梁结构的生命周期内发生的结构缺陷和损伤将不可避免地影响桥梁的使用性能。为此，在桥梁的寿命周期内

2、需对桥梁的使用状况、缺陷及损伤进行全面检测，明确缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势，以便分析、评价缺陷及损伤对桥梁性能和承载力的影响。精确有效地评估桥梁的实际承载能力具有重大的社会经济价值：一方面它可以减少不必要的加固、维修费用；另一方面，也可以确保交通基础设施的安全性能。桥梁结构的鉴定主要包括既有桥梁的检算和外观检测工作以及荷载试验，通过检算与外观的检测，可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其是承载力的鉴定，目前还离不开荷载试验[2]。桥

3、梁荷载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，涉及面广。应在桥梁调查和检算的基础上确定试验项目，仔细地考虑试验的全过程，预计可能出现的问题及处理方法，制定切实可行的试验计划，保证试验工作的顺利进行。荷载试验是要弥补桥梁调查和检算中的不足，使桥梁承载能力鉴定工作进一步深化。按桥梁荷载试验方法，通过对试验桥梁进行荷载试验，检测控制截面应力、挠度、裂缝及桥梁动力特性指标，以达到下述目的[3]：(1)检验桥梁设计与施工质量对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁，在设计施工过程中必然会遇到许多新的问

4、题，为保证桥梁建设质量，施工过程中往往要求作施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验，以检验桥梁整体受力性能和承载能力是否达到设计文件和规范的要求，并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。(2)判断桥梁结构的实际承载能力旧桥由于构件局部发生意外损伤，使用过程中产生明显病害，设计荷载等级偏低、原有设计资料遗失以及需要通过特种车辆等原因，都有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及其承载力、受力性能的下降幅度，确定其运营荷载等级。同时，荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。(3)验证桥梁结构设计

5、理论和设计方法对于桥梁工程中的新结构、新材料和新工艺，应通过荷载试验验证桥梁的计算图式是否正确，材料性能是否与理论相符，施工工艺是否达到预期目的。对相关理论问题的深入研究，往往也需要大量荷载试验的实测数据[4]。本文的主要工作是根据某拱桥的设计资料，通过有限元模型的建立对其进行受力分析，充分了解其受力特性，得出最不利截面位置以及相应的控制内力，在这基础上模拟进行试验加载并求出相应的荷载效率。最后设计一套适合本桥的荷载试验实施方案。指出了桥梁结构分析中荷载试验的应用以及存在的问题，并分析了今后发展的趋

6、势。目录摘要1ABSTRACT2第1章绪论11.1本文的研究背景及意义11.1.1我国既有桥梁现状11.1.2桥梁检测工作的重要性与意义21.2荷载试验的主要内容31.2.1静力试验41.2.2动力试验51.3国内外桥梁检测工作的发展现状和发展趋势51.4本文的主要工作7第2章建立有限元模型82.1工程概况82.2CAD中模型的绘制92.3在Sap2000建立平面杆件单元模型102.3.1在Sap2000中的几何处理和约束限制处理102.3.2在Sap2000中定义材料和截面特性112.3.3在Sa

7、p2000中定义荷载工况122.3.4在sap2000中拱桥模型的展示15第3章桥梁结构分析163.1静力试验163.1.1试验的主要内容及观测项目163.1.2控制截面以及控制内力的计算173.1.3荷载效率的概念193.1.4试验工况的确定203.1.5试验结果分析213.2动力试验243.2.1桥梁动力试验测试内容与方法243.2.2桥梁动荷载的特性253.2.3桥梁模态分析的振型图28第4章荷载试验实施方案304.1试验依据304.2试验目的304.3主要试验内容及检测方法304.3.1主要

8、试验内容304.3.2试验检测方法314.4试验桥跨控制截面及测点布置314.4.1静力试验测点布置324.4.1动力试验测点布置334.5试验荷载及试验工况344.5.1控制荷载344.5.2试验荷载344.5.3试验工况354.5.4加载车布置364.6主要检测仪器及量测要求404.6.1静力试验404.6.2动力试验404.6.3量测要求404.7试验加载组织、控制与安全措施414.7.1试验加载组织414.7.2试验的荷载的控制与安全措施414.7.3检测信息