圬工拱橋倒塌模型試驗以及基于Abaqus的數值模擬研究.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件的橋梁。由于其獨特的受力特性，可充分利用圬工材料抗壓性能良好而抗拉強度不足的性能。圬工拱橋以其受力簡潔，造價低廉的獨特優(yōu)勢，使其在人類歷史中被大量的修建，從古羅馬時期的Roto橋，到隋代的趙州橋再到現(xiàn)今的丹河大橋，無一不體現(xiàn)圬工拱橋在人類社會發(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、運行至今，很多面臨垮塌的安全隱患，很有必要借助模型試驗以及先進的有限元分析手段來對其全面分析研究。
　　 本文在國內外研究的基礎上，通過室內圬工拱橋模型試驗以及Abaqus數值模擬手段對圬工拱橋的垮塌進行探討和分析，得出一些有益的成果。其中開展的主要工作有：
　　 (1)介紹了圬工拱橋的發(fā)展簡史以及拱橋模型試驗的的國內外研究現(xiàn)狀。
　　 (2)通過兩組室內模型試驗，分析了圬工拱橋在豎向荷載作用下其拱圈所產生的應變

3、，拱頂產生的撓度以及橋墩產生的水平位移。以及在最終荷載下模型橋的垮塌機理進行了深入探討。
　　 (3)通過ABAQUS有限元分析軟件對室內模型試驗進行了數值模擬，對圬工拱橋的工作性狀進行了深入探討，在模擬過程中對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)與模型試驗實測成果符合較好，驗證了模擬的正確性。
　　 (4)研究了基于廣義剛度法的構件重要性評價理論。分析了雙跨圬工拱橋在實驗荷載作用下的重要性系數分布