【博士】大跨徑石拱橋承載能力研究

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　中國古代和當(dāng)代石拱橋修建技術(shù)受到世界橋梁界的稱贊，現(xiàn)在世界上單孔跨徑大于100米的18座石拱橋均建設(shè)在中國大陸，1個(gè)世紀(jì)以來中外學(xué)者對(duì)石拱橋承載力進(jìn)行了大量理論分析和試驗(yàn)研究，但國內(nèi)外進(jìn)行石拱橋極限承載力分析和試驗(yàn)研究的橋例其跨徑不超過40米，對(duì)跨徑大于lOOm的石拱橋進(jìn)行受力性能和承載力分析十分必要。論文回顧了石拱橋的發(fā)展史，介紹了石拱橋的受力特點(diǎn)和破壞機(jī)理，對(duì)石拱橋分析理論的發(fā)展及設(shè)計(jì)分析方法進(jìn)行了綜述分析，對(duì)石拱橋極限承載力的分析方法發(fā)展進(jìn)行了綜述分析。本論文對(duì)大跨徑石拱橋的修建材料力學(xué)性能、石拱橋極限承載力、石拱橋結(jié)構(gòu)可靠度和抗震性能展開了分析研究。論文對(duì)大跨徑石拱橋的修建石砌體進(jìn)行砌縫小石子混凝土和砌塊石材力學(xué)性能試驗(yàn)，完成了8種砌體68構(gòu)件軸心受壓試驗(yàn)、18構(gòu)件偏心受壓試驗(yàn)和6種砌體69構(gòu)件抗剪試驗(yàn)，采用非線性有限元法對(duì)砌體構(gòu)件軸心受壓和抗剪試驗(yàn)進(jìn)行了模擬分析，對(duì)砌體試件破壞特征和強(qiáng)度影響因素進(jìn)行了分析，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析得出砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值及抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值公式，已被《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D061—2005)采用。論文介紹了石拱極限承載力分析的三種方法，給出機(jī)構(gòu)分析法和塑性極限分析法的公式，對(duì)彈塑性分析法的有限元公式、材料破壞準(zhǔn)則及方程求解方法進(jìn)行了介紹。用三種方法對(duì)丹河大橋(146米石拱橋)的極限承載力進(jìn)行了分析和對(duì)比，分析了砌體強(qiáng)度對(duì)極限承載力的影響，對(duì)機(jī)構(gòu)分析法和塑性極限分析法計(jì)算石拱橋極限承載力的局限性進(jìn)行了討論?！　≌撐母鶕?jù)砌體強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果建立砌體受壓構(gòu)件抗力計(jì)算公式及抗力概率分布公式，結(jié)合《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB廠r 50283．1999)中公路橋梁荷載的概率分布，對(duì)一座20米石拱橋和丹河大橋的可靠度進(jìn)行了分析驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)按《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ022．85》設(shè)計(jì)的石拱橋的可靠度水平進(jìn)行了評(píng)價(jià)。論文對(duì)大跨徑石拱橋抗震分析的反應(yīng)譜法及時(shí)程分析法進(jìn)行了介紹，對(duì)丹河大橋的自振特性和空間地震反應(yīng)進(jìn)行了分析，計(jì)算結(jié)果說明地震荷載不控制該橋設(shè)計(jì)?！　?

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