【正文】 很不相同，但對承受以車輛荷載為主的橋梁結(jié)構(gòu)來說，這兩種性質(zhì)的荷載試驗對于全面分析和了解橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)是同樣重要的。如結(jié)構(gòu)的構(gòu)件機械磨損，結(jié)構(gòu)的剛度損失以及構(gòu)件的裂縫等。通過校驗系數(shù)來說明結(jié)構(gòu)潛在的承載力，相對殘余變形反應(yīng)了結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。根據(jù)荷載試驗的作用性質(zhì)橋梁荷載試驗可分為靜力試驗和動力試驗[5]。對于某些新結(jié)構(gòu)以及采用新材料、新工藝的橋梁，無相關(guān)條款規(guī)定時可借鑒國外或國內(nèi)其它行業(yè)的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。應(yīng)根據(jù)荷載試驗的目的進行認真的調(diào)查分析，必要時進行相關(guān)的理論分析。對于一些在理論上難以計算的部位通過荷載試驗可達到直接了解其受力的目的；通過荷載試驗還能有助于發(fā)現(xiàn)在一般性檢測中難以發(fā)現(xiàn)的隱藏病害；通過荷載試驗可以檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工質(zhì)量；通過荷載試驗可以確定舊橋結(jié)構(gòu)的實際承載能力為制定橋梁加固或改建技術(shù)方案提供科學依據(jù)。荷載試驗在結(jié)構(gòu)的檢測方法當中荷載試驗是一種最直觀、最重要的檢測方法。(4) 了解橋梁實際受力狀態(tài)，判斷結(jié)構(gòu)的安全承載能力和便用條件。(2) 對采用新型結(jié)構(gòu)的橋梁，通過檢測評價，可驗證理論的實踐性和可靠性，發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗、以便對結(jié)構(gòu)設(shè)計理論及結(jié)構(gòu)形式加以改進，使其更臻完善。(2) 系統(tǒng)地收集橋梁技術(shù)數(shù)據(jù)，建立橋梁數(shù)據(jù)庫，為橋梁計算機管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作，以便更好地養(yǎng)護管理好橋梁，并能指導(dǎo)今后的橋梁養(yǎng)護、加固與維修工作。(4) 橋梁在遭受特大災(zāi)害時，如因地震、洪水等而受到嚴重損壞或在建造、使用過程中發(fā)生嚴重缺陷等，要通過檢測、評價，為進行橋梁的修復(fù)加固提供可靠依據(jù)。(2) 人們出行需求對以前按舊標準荷載等級設(shè)計建造的橋梁要求愈來愈高，通過檢測、評價確定現(xiàn)有橋梁的荷載等級，從而決定是否需要通過加固來提高其荷載等級。在大自然風、霜、雨、雪的侵蝕作用下以及環(huán)境污染的日益加重，造成橋梁自身老化破損，使得橋梁衰老加快，壽命縮短。由于舊有規(guī)范不能適應(yīng)交通運輸?shù)娘w速發(fā)展，使得舊有橋梁的設(shè)計荷載偏小，這也是舊橋承載力偏低的一個重要原因。相當數(shù)量的橋梁，尤其是早期修建的橋梁，由于資金短缺，設(shè)計、施工標準低，加上技術(shù)管理薄弱，施工質(zhì)量不能保證這些橋梁使用壽命，有些很快就會變成危橋。(3) 橋梁修建中有些質(zhì)量較低。由于原橋設(shè)計荷載等級偏低，已不適應(yīng)目前超重車、集裝車、大噸位車增多的新情況，對這種現(xiàn)象如果不及時采取應(yīng)對措施，極容易導(dǎo)致橋梁過早損壞。到2010年，我國主要公路通道的平均交通達到30000輛/天，2020年將分別達到56000輛/天，京滬等交通量較大路段預(yù)計可達到每天10萬——13萬輛。 橋梁檢測工作的重要性與意義由于多重因素的影響，使得目前橋梁試驗檢測工作的重要性日漸突出，歸結(jié)起來有以下幾個方面。由中國工程院土木水利建筑學部陳肇元、范立礎(chǔ)、劉建航等14位院士組成的工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性研究項目組，針對對我國土建工程的現(xiàn)狀和存在的問題分別在2003年和2007年3月兩次向國家有關(guān)部門遞交了咨詢報告，指出中國建筑（包括橋梁工程）安全的現(xiàn)狀讓院士們深感憂慮。為確保橋梁在建設(shè)過程中的安全及其在運營過程中的安全與健康，上至國家有關(guān)部委、下至省市交通部門采取種種措施，出臺各種規(guī)定，以避免橋梁結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生。這也已成為各級公路管理部門工作的重點。另一方面，由于近年來交通量增長迅猛，大件運輸車和超重車日益增多，公路運輸對公路橋梁的通行能力和承載能力的要求越來越高，而一些舊橋陳舊老化，破損現(xiàn)象日趨嚴重，許多舊橋難縱適應(yīng)日趨增長的交通量需要。從上面的數(shù)據(jù)可知，隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國交通運輸建設(shè)也迎來了發(fā)展高峰。 2008年底國家鐵路營業(yè)線路橋梁47524座、3493735延長米。其中，全長（正橋長度與引橋長度之和）500米以上的特大橋826座，全長100米以上至500米的大橋5459座，全長20米以上至100米的中橋13872座，全長不足20米的小橋26731座。其中特大橋梁1699座、大橋42859座。其中特大橋梁1457座、大橋39381座。關(guān)鍵字：拱橋結(jié)構(gòu)，動力實驗，靜力實驗，模擬分析 ，有限元法 ABSTRACTThis paper discusses in detail the arch bridge load test principle, method and content, according to the design of a bridge data to establish the finite element planar bar element model.With the aid of the above model, the bridge mechanical performance analysis, to fully understand the characteristics of the force. First determine the control section, calculation of control internal force. Secondly, according to Ministry of Communications issued by the industry standard to determine the test load, equivalent distributed load. Finally, he static load, dynamic load test load cases structural analysis: Calculate the test internal force calculation load efficiency, calculation of test loads to control the crosssection stress, deflection, Natural vibration analysis.The main work of this paper is based on the calculation results of finite element model to design the bridge load test plan.Keywords: Arch bridge, Static loading test, Dynamic loading test, Simulation analysis, Finite element method 學習好幫手. . . .. .第1章 緒 論 本文的研究背景及意義 我國既有橋梁現(xiàn)狀根據(jù)交通運輸部和鐵道部對既有橋梁規(guī)模統(tǒng)計有：交通運輸部統(tǒng)計結(jié)果：2010年年底，全國公路網(wǎng)總里程395萬公里，；其中，國家高速公路網(wǎng)骨架基本形成，居世界第二。最后針對靜力、動力試驗各個加載工況進行結(jié)構(gòu)分析計算：計算試驗內(nèi)力、計算荷載效率、計算試驗荷載作用下控制截面的應(yīng)力、撓度、結(jié)構(gòu)固有振動分析。首先確定控制截面、計算控制內(nèi)力。目 錄摘 要 1ABSTRACT 2第1章 緒 論 1 本文的研究背景及意義 1 我國既有橋梁現(xiàn)狀 1 橋梁檢測工作的重要性與意義 2 3 靜力試驗 4 動力試驗 5 國內(nèi)外橋梁檢測工作的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 5 本文的主要工作 7第2章 建立有限元模型 8 8 CAD中模型的繪制 9 在Sap2000建立平面桿件單元模型 10 在Sap2000中的幾何處理和約束限制處理 10 在Sap2000中定義材料和截面特性 11 在Sap2000中定義荷載工況 12 在sap2000中拱橋模型的展示 15第3章 橋梁結(jié)構(gòu)分析 16 靜力試驗 16 試驗的主要內(nèi)容及觀測項目 16 控制截面以及控制內(nèi)力的計算 17 荷載效率的概念 19 試驗工況的確定 20 試驗結(jié)果分析 21 動力試驗 24 橋梁動力試驗測試內(nèi)容與方法 24 橋梁動荷載的特性 25 橋梁模態(tài)分析的振型圖 28第4章 荷載試驗實施方案 30 試驗依據(jù) 30 試驗?zāi)康?30 主要試驗內(nèi)容及檢測方法 30 主要試驗內(nèi)容 30 試驗檢測方法 31 試驗橋跨控制截面及測點布置 31 靜力試驗測點布置 32 動力試驗測點布置 33 34 控制荷載 34 試驗荷載 34 試驗工況 35 36 40 40 動力試驗 40 量測要求 40 試驗加載組織、控制與安全措施 41 試驗加載組織 41 試驗的荷載的控制與安全措施 41 檢測信息整理分析及處理反饋 43第5章 總結(jié)與展望 44 44 44致 謝 45參考文獻 46 學習好幫手. . . .. .摘 要本文詳細論述了拱橋結(jié)構(gòu)荷載試驗的原理、方法和內(nèi)容，同時根據(jù)某橋設(shè)計資料建立有限元平面桿件單元模型。最后設(shè)計一套適合本橋的荷載試驗實施方案。對相關(guān)理論問題的深入研究，往往也需要大量荷載試驗的實測數(shù)據(jù)[4]。同時，荷載試驗也是改建、加固設(shè)計的重要依據(jù)。在竣工后一般還要求進行荷載試驗，以檢驗橋梁整體受力性能和承載能力是否達到設(shè)計文件和規(guī)范的要求，并把試驗結(jié)果作為評定工程質(zhì)量優(yōu)劣的主要技術(shù)資料和依據(jù)。荷載試驗是要彌補橋梁調(diào)查和檢算中的不足，使橋梁承載能力鑒定工作進一步深化。橋梁荷載試驗是一項復(fù)雜而細致的工作，技術(shù)含量高，涉及面廣。精確有效地評估橋梁的實際承載能力具有重大的社會經(jīng)濟價值：一方面它可以減少不必要的加固、維修費用；另一方面，也可以確保交通基礎(chǔ)設(shè)施的安全性能。而在橋梁結(jié)構(gòu)的生命周期內(nèi)發(fā)生的結(jié)構(gòu)缺陷和損傷將不可避免地影響橋梁的使用性能。這樣便可以充分利用抗壓性能較好而抗拉性能較差的圬工材料來修建拱橋，由于拱橋的這些優(yōu)點，使得它成為我國公路橋梁中主要的橋型之一[1]。. . . .. .畢業(yè)設(shè)計（論文）前 言拱橋是我國公路上使用很廣泛的一種橋梁體系。拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，支承處不僅產(chǎn)生豎向反力，而且還產(chǎn)生水平推力，由于這個水平推力的存在，拱的彎矩將比相同跨徑梁的彎矩小很多，而使整個拱主要承受壓力。橋梁結(jié)構(gòu)與生物的生長衰亡周期一樣，具有其獨特的生命周期。為此，在橋梁的壽命周期內(nèi)需對橋梁的使用狀況、缺陷及損傷進行全面檢測，明確缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴重程度及發(fā)展趨勢，以便分析、評價缺陷及損傷對橋梁性能和承載力的影響。橋梁結(jié)構(gòu)的鑒定主要包括既有橋梁的檢算和外觀檢測工作以及荷載試驗，通過檢算與外觀的檢測，可以基本上確定橋梁結(jié)構(gòu)物的使用狀況，然而理論推斷與實際結(jié)構(gòu)的特性往往存在著一定的差別，尤其是承載力的鑒定，目前還離不開荷載試驗[2]。應(yīng)在橋梁調(diào)查和檢算的基礎(chǔ)上確定試驗項目，仔細地考慮試驗的全過程，預(yù)計可能出現(xiàn)的問題及處理方法，制定切實可行的試驗計劃，保證試驗工作的順利進行。按橋梁荷載試驗方法，通過對試驗橋梁進行荷載試驗，檢測控制截面應(yīng)力、撓度、裂縫及橋梁動力特性指標，以達到下述目的[3]： (1) 檢驗橋梁設(shè)計與施工質(zhì)量對于一些新建的大、中型橋梁或者具有特殊設(shè)計的橋梁，在設(shè)計施工過程中必然會遇到許多新的問題，為保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，施工過程中往往要求作施工監(jiān)控。(2) 判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力舊橋由于構(gòu)件局部發(fā)生意外損傷，使用過程中產(chǎn)生明顯病害，設(shè)計荷載等級偏低、原有設(shè)計資料遺失以及需要通過特種車輛等原因，都有必要通過荷載試驗判定構(gòu)件損傷程度及其承載力、受力性能的下降幅度，確定其運營荷載等級。(3) 驗證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和設(shè)計方法對于橋梁工程中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，應(yīng)通過荷載試驗驗證橋梁的計算圖式是否正確，材料性能是否與理論相符，施工工藝是否達到預(yù)期目的。 本文的主要工作是根據(jù)某拱橋的設(shè)計資料，通過有限元模型的建立對其進行受力分析，充分了解其受力特性，得出最不利截面位置以及相應(yīng)的控制內(nèi)力，在這基礎(chǔ)上模擬進行試驗加載并求出相應(yīng)的荷載效率。指出了橋梁結(jié)構(gòu)分析中荷載試驗的應(yīng)用以及存在的問題，并分析了今后發(fā)展的趨勢。借助上述模型，對該橋進行力學性能分析，充分了解其受力特性。其次依據(jù)交通部頒布的行業(yè)標準確定試驗荷載工況，進行等效布載。本文的主要工作為依據(jù)有限元模型的計算結(jié)果設(shè)計本橋的荷載試驗實施方案。2008年底，、。2009年底，、。鐵道部部統(tǒng)計結(jié)果：2007年底國家鐵路營業(yè)線路橋梁46888座、3355620延長米。