圬工拱橋倒塌模型試驗(yàn)以及基于Abaqus的數(shù)值模擬研究.pdf

1、磚、石、混凝土等建筑材料統(tǒng)稱為圬工，用圬工材料建造成的拱橋稱為圬工拱橋。圬工拱橋是以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構(gòu)件的橋梁。由于其獨(dú)特的受力特性，可充分利用圬工材料抗壓性能良好而抗拉強(qiáng)度不足的性能。圬工拱橋以其受力簡(jiǎn)潔，造價(jià)低廉的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其在人類歷史中被大量的修建，從古羅馬時(shí)期的Roto橋，到隋代的趙州橋再到現(xiàn)今的丹河大橋，無(wú)一不體現(xiàn)圬工拱橋在人類社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮的重要作用。世界各地從古至今修建了大量圬工拱橋，這些橋梁有的

2、運(yùn)行至今，很多面臨垮塌的安全隱患，很有必要借助模型試驗(yàn)以及先進(jìn)的有限元分析手段來(lái)對(duì)其全面分析研究。
　　 本文在國(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)圬工拱橋模型試驗(yàn)以及Abaqus數(shù)值模擬手段對(duì)圬工拱橋的垮塌進(jìn)行探討和分析，得出一些有益的成果。其中開(kāi)展的主要工作有：
　　 (1)介紹了圬工拱橋的發(fā)展簡(jiǎn)史以及拱橋模型試驗(yàn)的的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　 (2)通過(guò)兩組室內(nèi)模型試驗(yàn)，分析了圬工拱橋在豎向荷載作用下其拱圈所產(chǎn)生的應(yīng)變

3、，拱頂產(chǎn)生的撓度以及橋墩產(chǎn)生的水平位移。以及在最終荷載下模型橋的垮塌機(jī)理進(jìn)行了深入探討。
　　 (3)通過(guò)ABAQUS有限元分析軟件對(duì)室內(nèi)模型試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)圬工拱橋的工作性狀進(jìn)行了深入探討，在模擬過(guò)程中對(duì)試塊與試塊接觸按摩擦考慮，所模擬出拱圈出現(xiàn)裂縫以及鉸的出現(xiàn)與模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)成果符合較好，驗(yàn)證了模擬的正確性。
　　 (4)研究了基于廣義剛度法的構(gòu)件重要性評(píng)價(jià)理論。分析了雙跨圬工拱橋在實(shí)驗(yàn)荷載作用下的重要性系數(shù)分布