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圬工拱桥倒塌模型试验以及基于Abaqus的数值模拟研究
| 论文题名： | 圬工拱桥倒塌模型试验以及基于Abaqus的数值模拟研究 |
| 关键词： | 圬工拱桥;倒塌模型试验;有限元仿真;数值模拟;广义刚度法 |
| 摘要： | 砖、石、混凝土等建筑材料统称为圬工，用圬工材料建造成的拱桥称为圬工拱桥。圬工拱桥是以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁。由于其独特的受力特性，可充分利用圬工材料抗压性能良好而抗拉强度不足的性能。圬工拱桥以其受力简洁，造价低廉的独特优势，使其在人类历史中被大量的修建，从古罗马时期的Roto桥，到隋代的赵州桥再到现今的丹河大桥，无一不体现圬工拱桥在人类社会发展中发挥的重要作用。世界各地从古至今修建了大量圬工拱桥，这些桥梁有的运行至今，很多面临垮塌的安全隐患，很有必要借助模型试验以及先进的有限元分析手段来对其全面分析研究。 本文在国内外研究的基础上，通过室内圬工拱桥模型试验以及Abaqus数值模拟手段对圬工拱桥的垮塌进行探讨和分析，得出一些有益的成果。其中开展的主要工作有： (1)介绍了圬工拱桥的发展简史以及拱桥模型试验的的国内外研究现状。 (2)通过两组室内模型试验，分析了圬工拱桥在竖向荷载作用下其拱圈所产生的应变，拱顶产生的挠度以及桥墩产生的水平位移。以及在最终荷载下模型桥的垮塌机理进行了深入探讨。 (3)通过ABAQUS有限元分析软件对室内模型试验进行了数值模拟，对圬工拱桥的工作性状进行了深入探讨，在模拟过程中对试块与试块接触按摩擦考虑，所模拟出拱圈出现裂缝以及铰的出现与模型试验实测成果符合较好，验证了模拟的正确性。 (4)研究了基于广义刚度法的构件重要性评价理论。分析了双跨圬工拱桥在实验荷载作用下的重要性系数分布，并与实验结构进行了对比验证。重要性系数分布揭示了双跨圬工拱桥的破坏模式。 |
| 作者： | 刘斐 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 潘晓东;彭卫兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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