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1、 毕业设计（论文） 题 目 ： 简支空心板桥静、动力荷载试验方案设计 学院: 土木工程学院 专业: 理论与应用力学 姓名: 刘自强 学号 : 631202050105目目 录录 摘要 ABSTRACT 前 言 . - 1 - 第 1 章 桥梁检测概述 - 3 - 1.1 桥梁检测的概述 . - 3 - 1.2 选题目的理论价值和实际意义 . - 3 - 1.3 本课题在国内外的研究现状及发展趋势 . - 4 - 1.4 本课题的研究重点 . - 5 - 第 2 章 桥梁工程概况 - 6 - 2.1 桥梁总体概况 . - 6 - 2.2 桥涵设计标准 . - 6 - 2.3 静载控制界面及工况确
2、定 . - 6 - 2.3.1 控制截面选取 . - 6 - 2.3.2 工况的确定 . - 6 - 2.2 结构体系和设计要点 . - 7 - 第 3 章 建模分析 . - 8 - 3.1 引言 . - 8 - 3.2 用 Finite 软件及 Midas-civil 软件建立桥梁模型 . - 8 - 3.2.1 利用 Finite 软件及 Midas-civil 软件建模 . - 8 - 3.2.2 利用 Finite 软件计算横向分的方法 . - 9 - 3.2.3 纵向模型建立 . - 9 - 3.2.4 横向分布计算模型 . - 10 - 3.2.5 利用 Midas-civil 软
3、件建立桥梁模型 . - 13 - 3.2.6 对桥梁进行加载 . - 14 - 第 4 章 荷载试验理论计算 . - 17 - 4.1 工况一控制截面横向分布后弯矩效应值 . - 17 - 4.1.1 荷载效应 . - 17 - 4.1.2 荷载横向分布系数 . - 18 - 4.1.3 冲击系数 . - 18 - 4.1.4 求控制弯矩 . - 18 - 4.2 J1 截面最大弯矩偏载工况方案 . - 19 - 4.2.1 实验车辆横向布置及计算 . - 19 - 4.2.2 车辆沿桥长方向布置 . - 20 - 4.2.3 各片梁试验的跨中弯矩及荷载效率 . - 20 - 4.3 J1 截
4、面最大弯矩对称布载工况方案 . - 21 - 4.3.1 横向分布系数的计算 . - 21 - 4.3.2 各片梁试验跨中弯矩及荷载效率 . - 21 - 4.4 跨中最大正弯矩车辆纵向布置 . - 22 - 4.5 各试验加载工况下控制截面的应力和挠度 . - 22 - 4.6 试验荷载下的挠度和变形 . - 23 - 4.7 各片梁挠度值 . - 25 - 第 5 章 荷载试验方案设计 . - 26 - 5.1 试验依据 . - 26 - 5.2 试验目的 . - 26 - 5.3 试验前期工作 . - 26 - 5.4 主要检测内容及方法 . - 27 - 5.4.1 主要检测内容 .
5、- 27 - 5.4.2 试验检测方法 . - 27 - 5.5 试验桥垮、控制截面及测点布置 - 28 - 5.6 试验荷载及荷载工况 . - 29 - 5.6.1 控制荷载 . - 29 - 5.6.2 试验荷载 . - 30 - 5.7 动力荷载试验 . - 32 - 5.7.1 测试截面及测点布置 . - 32 - 5.7.2 试验荷载 . - 32 - 5.7.3 试验工况 . - 32 - 5.7.4 动力试验程序 . - 33 - 5.8 主要检测仪器 . - 33 - 5.9 试验组织及安全措施 . - 34 - 5.9.1 试验组织 . - 34 - 5.9.2 安全措施 .
6、 - 34 - 总 结 - 35 - 论 文小 结 - 36 - 致 谢 - 37 - 参考文献 - 38 - 附 录 - 39 - 2016 届理论与应用力学毕业设计 摘摘 要要 桥梁荷载试验是评判某一桥梁的工作状态和桥梁承载能力的重要手段之一，以某 桥为例，首先,对桥梁结构进行有限元分析，分析得出桥梁设计的各项数据，这其中 包括桥梁的控制梁号、控制内力大小、控制截面等。在这过程中，借助 Finite 软件 建立桥梁模型，利用 Finite 软件得到桥梁的横向模型并计算横向分布影响线，接着 我们根据 MIDAS-Civil 软件建立桥梁的单梁模型和桥梁全截面模型，前者根据不同的 工况进行加载
7、，最终得到桥梁的控制内力，后者则对桥梁进行模态分析，得出桥梁的 固有频率，计算冲击系数。 完成以上所及讲的这些工作，就可以对桥梁进行最不利荷载布置，根据最不利荷 载位置，进行试验车辆的设计布置。根据以上的各项结果，最终设计出该桥梁的荷载 试验方案。本文主要介绍了预应力空心板梁桥的分析和计算方法，以及桥梁荷载试验 方案的设计，可以供同类桥梁的荷载试验借鉴。 关键字关键字：简支空心板桥,荷载试验,试验方案,计算方法刘自强：简直空心板桥静、动力荷载试验方案设计 ABSTRACTABSTRACT Bridge loading test is one of the important means to
8、judge the working state and the carrying capacity of a bridge. According to the bridge of Yu bei District town as an example, first of all, The finite take element analysis of the bridge structure just in order to get consequence of analyze for the data of bridge design, This includes control beam n
9、umber of the bridge, numerical of control internal forces，control section etc. During the process ,building a bridge model with the aid of Finite Software, using Finite software to get the transverse distribution influence line of the bridge .And then, the single beam model and full cross section mo
10、del of bridge of the bridge is built according to the MIDAS-Civil software. The former is loaded according to different working conditions. Ultimately, the internal force of the bridge is obtained. The latter carries on the modal classification to the bridge, to get the natural frequency of the brid
11、ge. To do all the work mentioned above, the most unfavorable load can be arranged on the bridge. According to the most unfavorable load position, it is can be design and arrangement of the test vehicle. Finally ,according to the above results, the load test plan of the bridge is designed. This paper
12、 describes the analysis and calculation methods of Prestressed Concrete Hollow bridge , and the design of the bridge load test program, the load test can be used for similar bridges. KEY WORDSKEY WORDS: simply supported hollow slab, load test, test scheme, computing Method 2016 届理论与应用力学毕业设计 - - 1 1
13、- - 前前 言言 桥梁在基础设施建设中有至关重要的地位，能有效的连接交通，为公路运输提供安全舒适的服务，为人们的出行提供便利。同时，桥梁也能保证交通的连续性，横跨天堑，沟通两地。在某种程度上，桥梁也能体现一个地区的地形特点，成为标志性建筑。因此，在进行桥梁设计时，既要根据地形设计桥型，设计桥梁要符合力学要求，经济耐用，合理美观。保证桥梁的工程质量是一项光荣而艰巨的任务，确保桥梁的安全性是不容忽视重点。由于桥梁工程结构的复杂性和结构在整个使用周期中可能遇到的各种风险，试验研究仍是必不可少的。例如，在建造期间可能产生设计和施工失误而留下的安全隐患，以及在试用阶段结构受自然灾害和结构自身老化所产生
14、的各种损伤累积、钢结构疲劳和稳定等其他问题，为寻求最合理的设计方法，保证结构有足够的使用期限，只有通过结构试验研究才有可能解决问题。因此。在桥梁建设前后的材料试验、模型试验、结构实验以及在施工过程中的施工监控和成桥后的静、动载试验等相关试验技术，能最大程度的保障桥梁的质量和使用安全。 本文研究的是某简支空心板梁桥的动、静载试验和方案设计。在众多桥型中，简支梁桥在公路桥梁建设中被较普遍采用的结构形式，其结构简单，施工方便快捷，所以被大多数工程选择。简支梁受力简单，计算起来也较为便捷，相比其他桥型来说，设计也较为容易。因此，简支梁桥的静、动载试验有重要意义，其研究结果对其他复杂桥型的研究起到一定的
15、参考作用。 随着我国国民经济的快速持续发展，我国的交通运输事业也迎来了一个属于我们自己的春天。据统计，全我国每年都有相当数量的桥梁结构如雨后春笋般不断涌现，与传统的桥梁结构对比来看，这些新桥往往更具创新使用性，对我国桥梁事业的发展来说是一个不小的进步。新型桥梁出现的同时，我国还有相当数量的旧桥还在使用，新旧桥梁共同承担着我国的交通运输任务。任何一座桥梁从新建到使用，这过程中可能伴随着出现的是老化或损伤。如何对桥梁的承载能力做出判断，从而决定是否继续使用或加固后在使用也就显得非常重要。不容置疑，桥梁荷载试验对于桥梁检测来说无疑是最为直接有效的，相对来说可以准确的判断桥梁结构各方面的性能。 尽管桥
16、梁荷载试验的结果比较直观，但是在荷载试验过程中需要中断交通，并且桥梁荷载试验的费用较高。另外，荷载试验大多是非破坏性的，而且试验荷载基本上都是短期荷载，不能全面的反映结构的极限性能和疲劳性能，以及不能完全确定材料强度、结构响应的不定性、耐久性等因素对结构承载能力的影响。 刘自强：简直空心板桥静、动力荷载试验方案设计 - - 2 2 - - 科学在不断进步，在桥梁建设中，逐渐有性能更高、对结构和环境有益的新材料被用运。同时为了缩短工期以及改善成桥的各方面性能，施工技术也有了很大的进步。为了更好的管理和鉴定桥梁健康状况以及工作状态，近年来，我国桥梁检测技术和检测设备也有了很大的创新。在创新的同时，也借鉴了国外先进的检测方案和检测技术，大胆的创新引用。如：基于GPRS实现桥梁检测远程数据传输、新型桥梁检测车和新型桥梁检测平台的应用等。 本文的重点是对简支空心板桥的静、动载试验方案设计，主要是对桥梁内力的计算。由于本桥是由7片空心板梁
