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基于荷载试验的桥梁结构安全性检测与评估研究

作　者: 刘欢
导　师: 刘保县
学　校: 西华大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 荷载试验检测评估数值模拟
分类号: U446
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

桥梁荷载试验是一种评价桥梁安全性能的无损检测方法,可以对桥梁的结构设计与施工质量是否达到预期目的做出科学的评估,可以验证桥梁的结构设计理论和计算方法是否合理,可以了解桥梁的承载能力以及工作性能,为桥梁的正常运行、养护管理和加固改造提供科学依据。本文以广元市苍溪县唤马镇新建东河大桥为对象进行研究,通过理论分析、数值模拟和现场荷载试验相结合的方法,研究了在静力荷载、动力荷载作用下桥梁结构参数的变化情况；通过对试验结果的比较分析,从而对桥梁的安全性做出评估,为桥梁的竣工验收、安全运营和维修养护提供了科学的数据资料。本文主要做了以下几方面的工作：(1)通过理论分析和有限元软件Midas/Civil进行数值模拟,确定了桥梁现场静载试验的各加载工况、主控制截面和截面中各测点的空间位置以及各工况下的加载与卸载的过程和量级；(2)通过静载试验,测定桥梁在各工况荷载作用下主控制截面中的应力、挠度或位移值,并将各工况作用下的实测值与模拟值进行比较分析,以验证大桥是否符合设计和规范要求；(3)通过动载试验,测定桥梁在试验荷载作用下的汽车荷载冲击系数、主梁自振频率以及桥梁的动力特性；(4)通过对静载、动载及裂缝观测的试验结果进行分析,从而评估其结构的安全性,同时为桥梁的竣工验收和将来的养护维修工作提供科学的数据资料。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 引言  9
  1.2 桥梁结构安全性检测与评估的意义  9-13
  1.3 国内外研究现状  13-20
    1.3.1 桥梁检测技术研究现状及发展趋势  13-18
    1.3.2 桥梁荷载试验研究现状及发展趋势  18-19
    1.3.3 桥梁评估研究现状及发展趋势  19-20
  1.4 本文主要研究内容  20-21
2 既有桥梁的评估  21-31
  2.1 概述  21
  2.2 既有桥梁的评估理论及实用方法  21-31
    2.2.1 桥梁承载能力评估方法  21-26
    2.2.2 桥梁状态评估方法  26-31
3 桥梁结构的有限元模拟  31-41
  3.1 有限元概述  31-32
  3.2 midas Civil桥梁结构分析软件介绍  32
  3.3 有限元在静载和动载分析中的应用  32-39
    3.3.1 有限元在静载分析中的应用  32-36
    3.3.2 有限元在动载分析中的应用  36-39
  3.4 唤马大桥有限元模型建立  39-41
4 桥梁荷载试验研究  41-54
  4.1 概述  41
  4.2 桥梁荷载试验的一般程序与方法  41-43
    4.2.1 试验准备阶段  41
    4.2.2 现场加载与观测阶段  41-42
    4.2.3 分析总结阶段  42-43
  4.3 静载试验  43-49
    4.3.1 试验荷载工况的确定  43-44
    4.3.2 试验荷载等级的确定  44
    4.3.3 加载方式及设备的选择  44-46
    4.3.4 测点设置  46-47
    4.3.5 测试仪器设备  47
    4.3.6 静载试验结果的分析与评价  47-49
  4.4 动载试验  49-54
    4.4.1 桥梁结构激振方法的选择  50
    4.4.2 测点设置  50
    4.4.3 测试仪器设备  50-51
    4.4.4 动载试验程序  51
    4.4.5 动载试验结果分析与评价  51-54
5 唤马镇东河大桥检测与评估  54-83
  5.1 工程概况  54
  5.2 桥梁现场试验  54-55
    5.2.1 试验目的  54
    5.2.2 试验依据  54-55
    5.2.3 试验内容  55
  5.3 静载试验测试项目及测点布置  55-58
    5.3.1 静载试验测试项目  55-56
    5.3.2 裂缝观测  56
    5.3.3 测点布置  56-58
  5.4 试验荷载  58-66
    5.4.1 静载试验荷载确定的原则  58
    5.4.2 荷载试验理论分析  58-62
    5.4.3 静载试验荷载效率系数  62
    5.4.4 振型分析  62-63
    5.4.5 加载车辆及布置  63-66
  5.5 试验方法  66-68
    5.5.1 静载试验方法  66
    5.5.2 动载试验方法  66-68
  5.6 现场实验设备及加载车辆  68-69
  5.7 荷载试验结果分析方法  69-72
    5.7.1 静载试验  69-71
    5.7.2 动载试验  71-72
  5.8 静载试验结果  72-79
    5.8.1 挠度测试结果及校验系数  72-75
    5.8.2 应力测试结果及校验系数  75-78
    5.8.3 残余变形分析  78-79
    5.8.4 裂缝观测  79
  5.9 动载试验结果  79-82
    5.9.1 自振特性测试结果  79-80
    5.9.2 行车激振试验测试结果及分析  80-82
  5.10 唤马镇东河大桥检测与评估总体结论  82-83
结论  83-84
参考文献  84-88
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  88-89
致谢  89

基于荷载试验的桥梁结构安全性检测与评估研究

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