铰接板梁桥模型试验中拉压不同模量问题研究

【摘要】： 试验和研究表明,大多数工程材料都不同程度地表现出拉压不同弹性模量的性质,如钢筋混凝土、塑料、玻璃钢、陶瓷、石墨、以及其它复合材料等等。在桥梁结构工程中,经常采用有机玻璃材料来制作桥梁的缩比例模型,然后对模型进行加载试验,从而通过对试验数据的分析来判断原桥梁结构的力学性质。重庆交通大学某铰接板梁桥课题组,就是采用有机玻璃制作其模型,然后在不同的加载工况下进行加载试验,通过试验数据来分析梁桥的弹性响应。现今,进行铰接板梁桥的理论分析都是采用单一模量理论。研究表明,有机玻璃是一种拉压不同模量特性明显的材料。 受该课题组委托,本文采用拉压不同模量理论来分析梁桥的弹性响应。要分析铰接板梁桥的弹性响应,首先需要知道有机玻璃的拉、压弹性模量值,而且,应该是结构下的弹性模量值而非其标定值。通过铰接板梁桥的加载试验,测定出有机玻璃结构的拉压弹性模量值,从某种意义上说,本文给研究者提供了一种测定有机玻璃构件弹性模量值的方法。测定出有机玻璃的弹性模量值后,可以采用拉压不同模量理论来对后续的研究工作进行分析。通过对比分析两种弹性理论下梁桥的弹性响应,为该课题组及工程实际的理论分析提供参考。因此,本文的工作是有价值的。 本文首先介绍了拉压不同模量问题的国内外研究现状及不同模量弹性基本理论,通过解析方法及试验手段来研究拉压不同模量弹性问题。开展了以下工作: ①将等效截面法应用于T形截面梁的求解,给出了拉压不同模量T形截面梁的近似解析解,扩大了等效截面法的应用范围。 ②通过铰接板梁桥的加载试验,测得结构的应变和位移,并通过这些试验数据,结合拉压不同模量理论,反算出结构构件的拉压弹性模量值。 ③采用拉压不同模量理论和单一模量理论,分别对铰接板梁桥的弹性响应进行分析,并对两种理论下结构应力和位移计算结果进行了对比分析。