鋼筋混凝土拱圈內(nèi)力研究.pdf

1、鋼筋混凝土拱圈作為結(jié)構(gòu)物在工程中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，特別是在大跨徑的拱橋建設(shè)中，但是隨著跨徑的增加，拱圈在各種荷載作用下其內(nèi)力變化直接影響工程結(jié)構(gòu)的安全性能，作為大跨徑橋梁的主要承重結(jié)構(gòu)物，要保證拱圈承受橋梁上各種荷載的作用和保證大跨徑橋梁的安全性，必須了解影響鋼筋混凝土拱圈內(nèi)力的各種因素，為工程設(shè)計(jì)、施工提供強(qiáng)有力的理論支持。
　　 對于鋼筋混凝土拱圈許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)的研究，主要集中在對拱圈的承載能力的方面，而對于內(nèi)力方面涉及較少

2、，本文通過實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)據(jù)及應(yīng)用ANAYS軟件建立有限元模型對拱圈的內(nèi)力進(jìn)行了分析。首先根據(jù)理論分析建立了相應(yīng)的ANSYS模擬模型，然后進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，通過數(shù)值模型所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定了數(shù)值模擬模型的正確性。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸叭境叽纾嚎鐝絃=300cm，矢高f=48.57cm，拱軸系數(shù)m=2.814。上下各對稱配有2根φ6的圓鋼，沿跨徑每30cm設(shè)箍筋一道，混凝土強(qiáng)度采用30MPa。對該模型進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)，測試拱圈在L

3、/2處施加集中荷載的應(yīng)變、基礎(chǔ)反力等相關(guān)力學(xué)數(shù)據(jù)，施加荷載從5KN開始至13KN，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析；在ANSYS軟件中建立了與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖鄬?yīng)的有限元模型，模擬了在L/2處施加集中荷載5KN、10KN、13KN時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變及位移，以及模擬了在L/4、L/2和3L/4處施加SKN、10KN、13KN時(shí)拱圈的應(yīng)力、應(yīng)變及位移，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和ANSYS中所得的數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，分析影響鋼筋混凝土拱圈內(nèi)力的因素。
　　 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)

4、值模擬數(shù)據(jù)的對比分析有：鋼筋混凝土拱圈在單一荷載作用下L/2處截面的上緣受壓應(yīng)力的作用，下緣受拉應(yīng)力的作用，而在L/4、3L/4處截面的上緣受拉應(yīng)力作用，下緣受壓應(yīng)力作用；對稱荷載作用時(shí)，沿拱軸線方向較大區(qū)域受壓應(yīng)變的作用：單一集中荷載的作用下，拱圈內(nèi)力呈不均勻分布，主要集中在荷載作用區(qū)域，拱圈未能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的作用；對稱施加荷載時(shí)，拱圈內(nèi)力呈均勻分布，拱圈能充分發(fā)揮拱結(jié)構(gòu)的作用；拱圈拱腳處的應(yīng)力較大；混凝土強(qiáng)度對拱圈的內(nèi)力影響不大；含