桥梁工程实验-无铰拱桥受力分析试验(教学)
midas Civil 拱桥专题—拱桥分析专题PPT教案学习
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5.混凝土拱桥模型模拟与设计关键点
混凝土拱桥设计时，一般混凝土拱 圈是设 计的重 点，而 拱上填 料的传 力模拟 是否合 理，又 是混凝 土拱桥 模型模 拟的关 键点。
桥梁有限元模型
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三、拱桥分析
1.系 杆 拱 桥 模 型况 本例题中的拱桥是一座80米跨径的 系杆拱 桥，桥 梁外部 为简支 结构体 系，桥 梁内部 为超静 定结构 体系。
桥梁有限元模型
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2.系 杆 拱 桥 成 桥分 析
拱桥 成桥分析流程
第一步 建立成桥模型
关键点：为了结合未知荷载系数法进行调索，索结构必须用桁架（线性）单元进行模 拟，这样结构才支持荷载的线 能 索力的计算非常复杂，过去是依靠设计 人员判 断以及 参考实 际经验 值来确 定拉索 张力的 。为了 使设计 人员可 以更加 便捷地 计算拉 索的初 始张力 ，mida s Civil 提供未知荷载系数功能。不过，由 于未知 荷载系 数的功 能提供 的张力 结果只 是能够 满足约 束条件 的解， 所以有 时无法 完全满 足技术 人员的 设计意 图。
第二步 定义荷载工况
关键点：将不同的索力定义为不同的荷载工况，作为未知荷载来考虑。
第三步 采用未知荷载系数法进行拱桥吊杆 调索
关键点：定义成桥约束条件，求解最优的荷载组合系数（未知荷载系数）
第四步 采用调索功能进行拱桥吊杆索力微 调
关键点：结合影响矩阵，找出影响效应大的吊杆单元，对此吊杆单元做优先考虑的微 调（如果调索幅度太大的话，可能会引起其它结构不满足最优化状态）
桥梁工程实验报告1
桥梁工程实验报告班级姓名学号长安大学公路学院本科实验教学中心注意事项桥梁工程实验是《桥梁工程》课程的组成部分之一，对于培养学生理论联系实际和实际动手能力具有极其重要的作用。
因此，要求每个学生做到：实验前要认真预习。
按指定的时间进行实验，准时进入实验室，不得迟到、早退。
实验中要严格遵守实验规则，爱护实验设备，仔细观察实验现象，认真记录实验数据。
实验原始记录数据须经实验指导教师认可后方可填入实验报告中。
实验后，要及时对实验数据进行整理，计算和分析，填写好实验报告，交授课教师批阅。
在实验过程中，如机器或仪器发生故障应立即向实验指导教师报告，进行检查以便及时排除故障，保证实验的正常进行。
注：计算结果一般取三位有效数字即可。
T型梁桥横向分布系数实验报告（实验一）实验日期：一、实验目的和要求二、实验设备仪器三、实验内容和步骤四、试验数据记录1、实验桥梁模型尺寸及测点示意图（要求一个立面图，一个断面图）2、刚接T型梁桥测试数据表1 刚接T型梁桥测试数据（单位：mm）附表1 刚接T型梁桥测试数据（单位：mm）3、铰接T型梁桥测试数据表2 铰接T型梁桥测试数据（单位：mm）附表2 铰接T型梁桥测试数据（单位：mm）五、实验数据处理与分析六、思考问题1．量测模型几何尺寸、确定模型材料的物理力学性质的目的何在？2. 为什么要进行仪器仪表的调试和标定？3．加载前的初始读数与卸载后的残余读数有何用处？其意义是什么？4．为什么实际量测值与理论计算值存在偏差？无铰拱桥受力分析实验报告（实验二）实验日期：一、实验目的及要求二、设备仪器设备三、实验内容及步骤四、实验数据记录1、实验桥梁模型尺寸及测点示意图（要求两个桥型立面图和各测试断面测点布置图）2、单孔裸拱桥测试数据表1 单孔裸拱桥测试数据集中力P= 集中力作用位置：表2 单孔裸拱桥测试数据集中力P= 集中力作用位置：表3 三孔一联拱桥测试数据表4 三孔一联拱桥测试数据表5 三孔一联拱桥测试数据表6 三孔一联拱桥测试数据表7 三孔一联拱桥测试数据五、试验结果处理与分析六、思考问题1．连拱与单拱受力形式有何异同？连拱作用说明什么问题？何种受力应考虑连拱作用？2. 集中力在横向变动时，沿桥宽方向的截面内力分布是否均匀变化?板拱理论不考虑荷载横向分布的影响是否合理？3. 实验值是如何选取？有哪些注意事项？如何判断实验值是否可靠？。
国开作业桥梁工程（本）-第四章 章节测验78参考（含答案）
题目：推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：刚架拱刚度大、承载能力大、质量轻，与桥梁转体施工工艺相结合，可以解决转体质量大和转体结构的强度、刚度的矛盾。
（）选项A：对选项B：错答案：错题目：因桥上活载不断变化，且拱圈并非绝对刚体，故拱桥设计时只能找到相对合理的拱轴。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：对拱圈任一特征截面（拱顶、拱脚、l/4），采取某一种最不利加载，使其弯矩与轴向力同时达到最大是完全可能。
（）选项A：对选项B：错答案：错题目：单孔拱桥及多孔拱桥的施工均应按照对称、均衡的原则，并严格按照加载程序进行。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：拱桥在非对称半跨加载时，拱将产生反对称S形挠曲。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：相对于梁式和索式结构，拱桥的变形较小，行车条件好水平推力的存在使得拱桥对基础条件的要求较高。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：双片拱肋的布置：行车视野开阔，无笼罩感。
面外稳定控制设计，要求拱肋的横向刚度大，桥面不宜过宽。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：拱桥强度检算控制断面包含拱脚断面和拱顶断面。
（）选项A：对选项B：错答案：错题目：在超静定无铰拱的内力计算中，为计算恒载、活载、温度变化、混凝土收缩、拱脚变位等情况下的拱桥内力，常利用弹性中心的概念来简化计算分析。
（）选项A：对选项B：错答案：对。
悬链无铰拱计算讲解
按钢筋混凝土矩形截面计算偏心受压构件的正 截面强度，考虑钢筋的作用，根据大、小偏 心的判别条件及考虑偏心距的增大系数进行 强度计算；
29
3-2 拱的稳定性验算内容
◎拱的稳定性验算分纵向稳定及横向稳定；
【模块编号】MU-06-03
◎实腹式拱桥，跨径不大，可不验算.
◎支架施工并拱上建筑完成后再卸落拱架，由于其联合作用， 纵向稳定可不验算，主拱宽度大于跨径的1/20，横向稳定 可不验算；
Hg
22
考虑 弹性 压缩 后拱 的内 力
轴向力：
H N
g
1
H cos 1
cos
g
弯
矩：
H y y M 1
1
( )
g
s
1
剪 力：
H Q 1 1
sin
g
20
【属于2-3-2】结论：
【模块编号】MU-06-03
◎弹性压缩的影响使拱各截面产生弯矩；拱顶产生正 弯矩偏离，压力线上移；拱脚产生负弯矩偏离，压 力线下移.
1-2-1、实腹拱拱轴系数m的确定
g d
h1 d
d
2
g
j
h1 d
2
d
cos
h 3
j
, , 分别为拱顶、拱圈、拱 123
h d 拱顶填料厚度
d 拱圈厚度
拱脚处拱轴线的水平倾 角 j
拱轴系数：
g
m j
g d
拱顶、拱脚的恒载集度
背填料单位重
先假定m值，查表
得 cos j
，求g j后，
求m值，重复计算，
15
【模块编号】MU-06-03
【属于1-1-2】
y h
5 桥梁结构动载试验[教学]
![5 桥梁结构动载试验[教学]](https://img.taocdn.com/s3/m/1c93e170524de518964b7dd9.png)
截面位置
➢变形测点:整体式梁桥一般对称于桥面中轴线布设; 多梁式桥在每根梁底布置一个测点；对于索塔，则 布置在索塔纵桥向对称面相对应位置。 ➢拉应变测点：设置在截面横桥向应力可能分布较 大的部位，沿截面上、下缘布设，横桥向测定设置 不少于3处，以控制最大应力分布。 ➢混凝土已开裂：宜在钢筋上设置应力测点 。 ➢剪应变测点 ：应变花或在自梁底支承线与水平成 45°方向斜线与截面中性轴的交点上 布置单向应变 ➢温度测点：大多数测点附近设置1～2处。
4、静载试验加载方案
1）加载方式 一般选用三轴和两轴载重车辆（轴重、轴距和横向轮距）来
模拟规范的汽车荷载。整体结构计算采用车道荷载，局部设计 车辆荷载。汽车荷载应考虑车道数折减和冲击系数增加。 2）荷载：城市桥梁荷载规范》（CJJ77-98）：跨度20-150m
城市A：车道≥4时，剪力乘1.25。（3m/车道）
（3）理论计算与分析
设计内力计算（桥博、Midas、Ansys）和试验荷载效应计算
（4）实施细则的制定
测试内容、加载方案、观测方案、仪器仪表选用等方面，必要时 还应进行评审。
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5.2 一般程序
2、现场试验准备
➢ 交通封闭 ➢电源及照明、工作脚手架或挂篮、仪表安装架。 ➢加载车辆型号和数量（载重物、车辆轮载过磅、轴距和轮 距测定），桥面车位加载标识。 ➢测点布置：应变、位移等布置，测试系统调试
5 桥梁结构静动载试验
5.1 主要目的
静载试验和动载试验，主要目的： ➢检验桥梁设计与施工的质量（新建桥）
施工中做施工监控和监测，成桥后进行现场荷 载试验，竣工验收重要资料。 ➢判断桥梁结构的实际承载能力 （旧桥）
超龄、超载、有损伤旧桥加固改造依据。 ➢验证桥梁结构设计理论和方法 （新桥型）
悬索线无铰拱桥自重内力实用计算方法研究
Ｐ
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部 弯矩 有影 响 ， 对整 体弯 矩无 影 响【Ｊ 挖。
由上分析 可 知 ， 铰拱 桥 自重 内力可 以分 解 为 无
沿 拱 圈弧长均 布 的主拱 圈 自重 ｇ产 生 的 内力 、 拱 沿 圈水平 均布 的桥 面 系 自重 等 效 膜 张 力 口产 生 的 内
拱桥＿， ４ 具有 较好 的发展 前景 。 Ｊ 拱 桥设计 中的内力计 算方法 一般分 为解 析法和 有 限元法 。解 析法 中分 为手 册 法 、 氏法 和影 响线 加 顾
载法 ［ 它们 具有使 用方 便 的特 点 ， 其计算 效率低 且 有一 定 的误差 。为 了克 服这 些 缺点 ， 究 了拱桥 内 ５， ５ ］ 但 研 力计算 的数值 方 法［并 开发 了软件程 序［８， ６ ］ ７］该方 法与规 范结 合紧 密 ， － 结果 准确 ， 但需 编制特 殊程序 。随着
简化为 主拱 圈 自重 ｇ与等 效 膜 张力 ｇ之 和 ， 图 ２ 如
所示 。 图 １ 拱桥受力简析
收稿 日期 ：０ ００．７ ２１－９０
基金项 目： 国家 ９３ 划 项 目（０９Ｃ２２３ ； ７计 ２０Ｂ ６３０） 国家 自然科 学 基 金 项 目 （１ ５
（６ Ｋ Ｍ １ ； 省道路 与铁道工程重点实验室 ０Ｚ Ｔ Ｏ ）江西 作者简介 ： 胡常福（９０ ， ， １８ 一）男 讲师 ， 博士研 究生 ， 从事桥梁工程研究 。
第２ ７卷第 ６期
２１年 １ ００ ２月
华
东
交通Leabharlann 大学学报
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ． １２ ６ Ｄｅ ， ０１ ｃ． ２ ０
Ｊ ｕ ￣ ｏ ａ ｔ ｈｎ ｉｏｏ ｇ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｏｒ ｆ ｓ ｉａ Ｊａ ｔｎ ｎｖ ｒ ｔ Ｅ Ｃ ｉ
拱桥荷载试验报告
拱桥荷载试验报告一、实验目的：本实验旨在评估和验证拱桥的荷载承载能力，并对其结构性能进行分析和评估。
二、实验装置和方法：1.实验装置：采用具有一定跨度和弯度的拱桥模型，加以荷载。
2.实验方法：采用静态加载的方式进行荷载试验，并记录拱桥在不同荷载情况下的挠度和应变等数据。
三、实验步骤：1.在拱桥模型两端设立支墩，并固定拱桥模型，保证其稳定。
2.采用静态加载的方式进行荷载试验，逐步增加荷载。
3.在不同荷载情况下，记录拱桥模型的挠度和应变数据。
4.根据实验数据，绘制拱桥模型在不同荷载情况下的应变挠度曲线。
四、实验数据处理和分析：1.实验数据处理：根据实验得到的挠度和应变等数据，通过数值计算和统计，得到各个荷载情况下的拱桥最大挠度和应变值。
2.实验数据分析：通过实验数据的分析，评估拱桥的荷载承载能力和结构性能，判断拱桥在不同荷载情况下的工作状态和安全性能。
五、实验结果和结论：1.实验结果：通过实验数据处理和分析，得到了拱桥在不同荷载情况下的应变挠度曲线。
根据得到的数据，可以看出拱桥在荷载逐渐增加的情况下，挠度和应变值也逐渐增加。
2.结论：根据实验结果和数据分析，可以判断拱桥在所施加的荷载范围内具有较好的荷载承载能力，能够满足使用要求。
六、实验中的问题和改进方向：1.实验中的问题：实验过程中，可能由于实验装置或测量方法等因素，会导致一定的误差出现。
2.改进方向：在今后的实验中，可以通过增加测量点、改进实验装置等方式，减小误差的出现，提高实验数据的准确性。
七、实验的意义和应用：1.实验的意义：本实验能够对拱桥的结构性能进行评估和验证，为拱桥的设计和建设提供有效的参考依据。
2.实验的应用：本实验的结果和结论可以应用于实际的拱桥工程中，对拱桥的荷载承载能力和结构设计进行评估和优化。
[1]张三.拱桥结构力学[M].北京：人民交通出版社。
[2]李四.拱桥的设计与施工[M].北京：中国建筑出版社。
九、致谢：感谢实验中给予帮助和支持的老师和同学们。
桥_力学_实验报告
一、实验目的1. 了解桥梁结构的基本力学原理。
2. 熟悉桥梁结构在各种载荷作用下的受力分析。
3. 掌握桥梁结构的静力计算方法。
4. 提高分析实际桥梁结构受力情况的能力。
二、实验原理桥梁结构在承受车辆、行人等载荷时，会产生内力和变形。
本实验主要研究桥梁结构的受力情况和变形规律，主要包括以下内容：1. 梁式桥：研究简支梁、悬臂梁、连续梁等梁式桥的受力情况。
2. 拱桥：研究拱桥在竖直荷载作用下的受力情况和变形规律。
3. 悬索桥：研究悬索桥在竖直荷载作用下的受力情况和变形规律。
三、实验仪器与设备1. 桥梁结构模型：包括简支梁、悬臂梁、连续梁、拱桥和悬索桥模型。
2. 载荷装置：用于模拟实际桥梁载荷。
3. 测量仪器：包括应变片、位移传感器、电子秤等。
4. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 安装桥梁结构模型，确保模型安装牢固。
2. 在桥梁结构模型上布置应变片、位移传感器等测量仪器。
3. 对桥梁结构模型进行加载，包括静载和动载。
4. 测量桥梁结构在各种载荷作用下的应变、位移等数据。
5. 对实验数据进行处理和分析，绘制应变、位移等曲线。
6. 比较理论计算值和实验测量值，分析误差原因。
五、实验结果与分析1. 梁式桥实验结果：- 简支梁在加载过程中，最大弯矩出现在跨中位置，最大剪力出现在支座位置。
- 悬臂梁在加载过程中，最大弯矩出现在悬臂端部，最大剪力出现在支座位置。
- 连续梁在加载过程中，最大弯矩出现在跨中位置，最大剪力出现在支座位置。
2. 拱桥实验结果：- 拱桥在竖直荷载作用下，拱端产生水平推力，拱圈主要承受压力。
- 拱桥的变形主要发生在拱顶位置，随着荷载的增加，拱顶位移逐渐增大。
3. 悬索桥实验结果：- 悬索桥在竖直荷载作用下，主缆产生拉力，吊杆产生压力。
- 悬索桥的变形主要发生在主缆和吊杆上，随着荷载的增加，主缆和吊杆的变形逐渐增大。
六、实验结论1. 梁式桥在承受载荷时，主要产生弯矩和剪力，其最大值出现在跨中位置。
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• 四、实验仪器设备 • 1、加载设备 将拱桥模型架 设在钢梁上，利用杠 杆原理对模型施加集 中荷载。该加载点位 置可以任意移动，可 对模型任何位置施加 荷载。
• 2、测量设备及仪表 • 由于本试验只需测取模型在荷载作用 下的挠度和应力应变等物理量， 因此从方 便测试的角度出发， 选择用力传感器测量 集中荷载大小，用机电百分表测其挠度， 用电阻应变片测量应变，用桥梁静态采集 仪器进行数据的采集和存储。
桥梁工程实验
无铰拱桥受力分析实验
实验一 T型梁桥荷载横向分布系数实验 • 一、实验目的 • 在桥梁工程中，拱桥是一种较为常见 的桥型。为了增强学生对无铰板拱基本构 造特征、传力过程、受力特性和内力分布 的理解,了解拱桥连拱作用的基本受力特征， 加深对课堂所学理论知识的掌握,培养试验 研究动手能力及结构分析能力，本实验室 安排了此次实验。
• 三、实验模型介绍 • 本实验选用按桥梁标准图比例缩尺加 工制作的（裸）拱桥结构实验模型。该模 型选用有机玻璃材质，因为本实验需测量 的物理量是梁式桥结构在弹性范围内的应 力和变形，而有机玻璃材料具有弹性，其 应力与应变一般呈线性关系，加工制作也 比较方便，且能多次重复利用。 • 该模型尺寸及材料特性都已在前期做 过测定，现已给出。
• 二、实验要求 • 1、通过对无铰拱桥及连拱的挠度和应力应 变的测量，从感性上了解和认识无铰板拱 基本构造特征、传力过程、受力特性和内 力分布以及拱桥连拱作用的基本受力特征， 从而为学习拱桥计算理论打下基础。 • 2、通过试验要求熟悉几种常用静态测试仪 器仪表的性能、安装和使用方法，初步了 解桥梁结构静载中测得的各工况原始的挠度、应 变数据进行整理； 2、将各工况每级荷载作用下的各梁实测挠 度值及应变值列表； 3、根据实测数据绘制每种工况下每级荷载 下T梁的挠度和应变的横向分布曲线； 4、将实测结果与教材所讲几种横向分布系 数理论计算结果进行比较分析。
• 5、注意事项 (1)实验前注意检查百分表是否接触牢靠、 垂直；各仪表与采集仪器连接线是否正常； 采集仪器是否接地； (2)正式加载前需采用全部荷载的40%进行 预加载； (3)在每一工况测试前需进行平衡清零且初 读，在数据都基本归零的情况下再加载；
(4)在每一工况荷载卸载完以后还需采样读 取结构的残余数据，因为结构的弹性变位 （应变）是加载稳定后测量值与卸载稳定 后的测量值的差值； (5)只能在加（卸）载完成5分钟之后再开 始采样读数，确保结构弹性变形完全； (6)每次采样读数需采集三组数据，每组间 隔至少10秒，每组数据之间应差别不大才 能结束本次采样；分析处理时采用三组数 据的平均值。
• 3、测点布置 应力应变测点分别布置在拱脚、L/4断 面、拱顶断面、3L/4断面的顶面和底面； 竖向位移测点布置在L/4断面、拱顶断 面、3L/4断面的底面，在拱座墩台布置侧 向位移测点；
• 4、实验步骤 (1)检查模型和实验装置，安装百分表， 电阻应变片已预先贴好，只需检查其电阻 值和接线； (2)首先进行预加载，检查仪表、数采设 备是否正常工作，如发现异常及时排除； (3)正式试验，用加载设备分级加载，每 次持荷5分钟后采集各测点读数； (4)加载到最大荷载后分级卸载并采集各 测点残余值；接着完成其余工况测试。
• 五、实验内容及步骤 • 1、测试工况
单拱测试工况： (1)集中荷载在拱顶加载； (2)集中荷载在L/4截面加载； 连拱测试工况： (1)集中荷载在第一孔拱顶加载； (2)集中荷载在第二孔拱顶加载；
• 2、测试内容 (1)测试各工况在集中荷载下拱桥模型各 测试截面的应力应变变化规律； (2)测试各工况在集中荷载下拱桥模型各 测试截面的位移变化规律；