【摘要】：現(xiàn)代膠合木拱橋是以膠合木為主要材料的新型橋梁,現(xiàn)代膠合木結構具有自重輕、工期短、保溫隔音、節(jié)約能源等優(yōu)點,在國外已經(jīng)普遍存在,而在中國尚在起步階段。隨著越來越多的現(xiàn)代膠合木拱橋運用于工程實際,對其受力特性研究顯得十分必要。本文以張花高速服務區(qū)跨線人行天橋工程為背景,介紹了木結構橋梁在國內(nèi)外發(fā)展過程及現(xiàn)狀,采用有限元模擬和模型試驗兩種方法對落葉松膠合木拱橋靜力性能進行研究。主要完成以下工作:1、根據(jù)相關規(guī)范對隨機截取于制作模型橋同一批材料的試件進行了力學性能試驗,測出順紋方向力學參數(shù);2、采用Midas civil/2015建立實橋和1:3縮尺模型的有限元模型,通過對結構進行離散以及對單元和連接部位的模擬,分析給出結構恒載內(nèi)力圖和活載包絡圖,為后文工況選取和測點布置提供依據(jù);3、根據(jù)相似理論以及試驗條件,設計并制作了膠合木模型拱橋,并對支座和試驗過程中需要用到的標準配重塊進行設計,完成了模型拱橋的靜載試驗;4、根據(jù)數(shù)值模擬結果,確定模型試驗加載工況以及在各個工況下的荷載布置位置,并對模型橋在各工況下的受力情況進行仿真分析。計算每個工況對應的測點位移和應變,并與試驗值進行對比。分析結果表明:應變測量值與實橋計算值相吻合,位移值與實橋計算值成比例,說明試驗結果能夠反映實橋受力情況;試驗值與模型橋計算值吻合較好,有限元模型可靠;模型橋在各工況下最大拉壓應力均小于設計強度值,且在完成10個工況后模型橋殘余變形小,驗證了結構變形在彈性范圍內(nèi),且有較大的安全儲備。落葉松膠合木結構能夠運用于工程實際。本文的研究成果為落葉松膠合木拱橋的推廣和應用提供了依據(jù),對其他模型試驗也有參考價值。
[Abstract]:The modern glued wood arch bridge is a new type of bridge with glued wood as the main material. The modern glued wood structure has the advantages of light weight, short construction period, insulation and sound insulation, energy saving and so on. It has been widely existed in foreign countries, but it is still in its infancy in China. As more and more modern glued wood arch bridges are used in engineering practice, it is necessary to study their mechanical characteristics. Based on the cross-line footbridge project in Zhanghua high speed service area, this paper introduces the development process and present situation of wood structure bridge at home and abroad, and studies the static performance of larch glued wood arch bridge by two methods: finite element simulation and model test. The main works are as follows: 1. According to the relevant codes, the mechanical properties of the same batch of materials that were randomly intercepted in the model bridge were tested, and the mechanical parameters along the direction of the grain were measured; 2. The finite element model of real bridge and 1:3 scale model is established by Midas civil/2015. Through the discretization of the structure and the simulation of the element and the connecting position, the dead load internal force diagram and the live load envelope diagram of the structure are analyzed and given. It provides the basis for the selection of working conditions and the layout of measuring points. 3. According to the similarity theory and test conditions, the glued wood model arch bridge is designed and manufactured, and the support and the standard weight distribution block used in the test process are designed, and the static load test of the model arch bridge is completed. 4. According to the result of numerical simulation, the loading condition of model test and the position of load arrangement under each condition are determined, and the simulation analysis of the model bridge under each condition is carried out. The displacement and strain of each measuring point are calculated and compared with the test data. The results show that the measured strain values are in good agreement with the calculated values of the real bridges, the displacement values are proportional to the calculated values of the real bridges, and the test results can reflect the stress of the real bridges, the experimental values are in good agreement with the calculated values of the model bridges, and the finite element models are reliable. The maximum tensile and compressive stress of the model bridge under each working condition is less than the design strength, and the residual deformation of the model bridge is small after the completion of 10 working conditions, which verifies that the structural deformation is in the elastic range and has a large safety reserve. Larch glued wood structure can be used in engineering practice. The research results of this paper provide the basis for the popularization and application of Larix gmelini arch bridge, and also have reference value for other model tests.
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U441

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本文編號：2329302