【博士】大跨徑石拱橋承載能力研究

內容簡介

　　中國古代和當代石拱橋修建技術受到世界橋梁界的稱贊，現在世界上單孔跨徑大于100米的18座石拱橋均建設在中國大陸，1個世紀以來中外學者對石拱橋承載力進行了大量理論分析和試驗研究，但國內外進行石拱橋極限承載力分析和試驗研究的橋例其跨徑不超過40米，對跨徑大于lOOm的石拱橋進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和破壞機理，對石拱橋分析理論的發(fā)展及設計分析方法進行了綜述分析，對石拱橋極限承載力的分析方法發(fā)展進行了綜述分析。本論文對大跨徑石拱橋的修建材料力學性能、石拱橋極限承載力、石拱橋結構可靠度和抗震性能展開了分析研究。論文對大跨徑石拱橋的修建石砌體進行砌縫小石子混凝土和砌塊石材力學性能試驗，完成了8種砌體68構件軸心受壓試驗、18構件偏心受壓試驗和6種砌體69構件抗剪試驗，采用非線性有限元法對砌體構件軸心受壓和抗剪試驗進行了模擬分析，對砌體試件破壞特征和強度影響因素進行了分析，根據試驗結果分析得出砌體抗壓強度設計值及抗剪強度設計值公式，已被《公路圬工橋涵設計規(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，給出機構分析法和塑性極限分析法的公式，對彈塑性分析法的有限元公式、材料破壞準則及方程求解方法進行了介紹。用三種方法對丹河大橋(146米石拱橋)的極限承載力進行了分析和對比，分析了砌體強度對極限承載力的影響，對機構分析法和塑性極限分析法計算石拱橋極限承載力的局限性進行了討論?！　≌撐母鶕鲶w強度試驗結果建立砌體受壓構件抗力計算公式及抗力概率分布公式，結合《公路工程結構可靠度統(tǒng)一標準》(GB廠r 50283．1999)中公路橋梁荷載的概率分布，對一座20米石拱橋和丹河大橋的可靠度進行了分析驗算，根據計算結果對按《公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范JTJ022．85》設計的石拱橋的可靠度水平進行了評價。論文對大跨徑石拱橋抗震分析的反應譜法及時程分析法進行了介紹，對丹河大橋的自振特性和空間地震反應進行了分析，計算結果說明地震荷載不控制該橋設計?！　?

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