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受损双曲拱桥承载能力及评估方法研究
| 论文题名： | 受损双曲拱桥承载能力及评估方法研究 |
| 关键词： | 受损双曲拱桥;承载能力;上部结构;评估方法 |
| 摘要： | 双曲拱桥梁自诞生以来,以其外形美观、结构新颖、轻巧、施工方便、省料等优点,迅速在全国范围内得到推广。但是由于各种原因,大多数双曲拱桥梁使用一段时间后出现了不同程度的损伤,急需对其承载能力进行评定,从而进行养护维修和加固改造。因此,对受损双曲拱桥梁的承载能力进行评估,确保桥梁的安全运行具有重要意义。对双曲拱桥梁的承载能力验算中,主要内容是拱上建筑的联合作用、拱上填料刚度、横墙刚度、边腹拱支撑方式、腹拱刚度及结构受损(主要是拱上建筑受损和主拱圈受损)对主拱圈受力的影响。 在总结国内近十年双曲拱桥梁结构计算和承载力分析的基础上,采用有限元方法进一步深入研究,结合已有成果的常规的双曲拱桥梁的有限元模型,考虑双曲拱桥梁的损伤,采用调整单元特性,对计算模型进行修正的方法,提出了某些部位受损的双曲拱桥梁的计算图式和有限元模型。对双曲拱桥梁的评估方法的研究中,针对以往桥梁评估方法的不足,根据结构可靠度理论,引入神经网络理论、响应面理论和Monte-Carlo理论,结合有限元分析方法,提出了一种基于人工神经网络-响应面-蒙特克罗(A-R-M)法的桥梁评估方法,该方法充分发挥了各方法的优点,相互弥补了不足,为桥梁评估方法提供了新的思路。 研究表明:在活载作用下,拱上建筑联合作用对主拱圈的活载弯矩、剪力和挠度折减较大,对轴力折减不明显;拱上填料刚度对主拱圈的受力情况影响较大,随着填料刚度的减小,主拱圈的活载弯矩、应力和挠度呈增大趋势,即填料刚度越小,主拱圈受力情况越不利,拱上建筑联合作用越不显著;边腹拱对主拱圈的连接作用加大了结构的整体刚度,使拱上建筑的联合作用明显加强。横墙和腹拱刚度对主拱圈的受力情况有较大的影响;在用理想铰模拟横墙端部裂缝的情况下,基本上没有削弱拱上建筑的联合作用;主拱圈拱脚和拱顶局部范围损伤后,主拱圈总体刚度有所降低,拱顶挠度增大;主拱圈拱脚损伤或拱顶损伤,都对拱脚内力产生明显的不利影响,但主拱圈拱脚损伤对拱顶不会产生进一步不利影响。 |
| 作者： | 原贞华 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 唐小兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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