答辯王鋒學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1答辯答辯(dbin)王鋒王鋒第一頁，共40頁。第一章 緒論(xln)第1頁/共39頁第二頁，共40頁。第一章 緒論(xln)研究研究(ynji)目的目的 石拱橋在我國特別在西南地區(qū)相當(dāng)普遍，由于巖石自然風(fēng)化交通量增長等原因，主拱圈脫落的現(xiàn)象較多，且國內(nèi)外文獻(xiàn)和規(guī)范(gufn)對(duì)拱頂脫落研究較少，需進(jìn)行深入研究。如下圖: 第2頁/共39頁第三頁，共40頁。第一章 緒論(xln)研究研究(ynji)內(nèi)容內(nèi)容 針對(duì)在役石拱橋存在拱頂脫落的問題，并結(jié)合西部交通科技項(xiàng)目石拱橋加固改造技術(shù)的研究，確定本文的主要研究內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 分析拱頂拱石脫落對(duì)結(jié)構(gòu)各控制截面內(nèi)力的影響(yngxing)

2、利用有限元分析并計(jì)算出石拱橋的拱頂脫落限值；第3頁/共39頁第四頁，共40頁。第一章 概述(i sh)第4頁/共39頁第五頁，共40頁。拱頂拱頂(n dn)脫落脫落的原因的原因最不利控制最不利控制(kngzh)截面截面建立有限元模型建立有限元模型 拱頂脫落限值拱頂脫落限值矢跨比矢跨比主拱圈高度主拱圈高度跨徑跨徑容許拱頂脫落限值公式容許拱頂脫落限值公式第5頁/共39頁第六頁，共40頁。第二章 石拱橋的力學(xué)性能與曲面擬合法(hf)原理第6頁/共39頁第七頁，共40頁。第二章 石拱橋的力學(xué)性能與曲面(qmin)擬合法原理第7頁/共39頁第八頁，共40頁。 砌縫里的這些微裂縫、孔洞和孔隙是石砌體的薄弱

3、部位。石砌體破壞首先是從這些薄弱部位開始，其次(qc)才是膠結(jié)材料，最后才是石料。第二章 石拱橋的力學(xué)性能與曲面擬合法(hf)原理圖 2.4 結(jié)構(gòu)破壞實(shí)驗(yàn)圖第8頁/共39頁第九頁，共40頁。 本文基于線性最小二乘法，對(duì)所得拱頂脫落(tulu)限值進(jìn)行二次曲面擬合，提出容許脫落(tulu)限值計(jì)算公式。 第二章 石拱橋的力學(xué)性能與曲面(qmin)擬合法原理第9頁/共39頁第十頁，共40頁。第三章 拱頂脫落對(duì)結(jié)構(gòu)(jigu)內(nèi)力影響分析第10頁/共39頁第十一頁，共40頁。3.1 30m石拱橋 拱頂(n dn)脫落部位 選取三峽庫區(qū)一座典型30m石拱橋，采用(ciyng)MIDAS/Civil梁單

4、元建模型。第三章 拱頂脫落對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響分析第11頁/共39頁第十二頁，共40頁。第三章 拱頂(n dn)脫落對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響分析荷載工況荷載工況 第12頁/共39頁第十三頁，共40頁。第三章 拱頂脫落對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力(nil)影響分析第13頁/共39頁第十四頁，共40頁。拱石脫落深度（cm）軸力（KN）變化情況()彎矩 （KNm）變化情況()0cm-6300.990169.902cm-6299.720.02106.33-37.424cm-6298.390.0442.93-74.736cm-6296.990.06-20.28-111.948cm-6295.530.09-83.27-149.0110cm

5、-6293.980.11-145.99-185.9312cm-6292.320.14-208.42-222.6714cm-6290.550.17-270.5-259.2116cm-6288.630.2-332.15-295.520cm-6284.250.27-453.9-367.16第三章 拱頂脫落(tulu)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響分析表 3.3 不同拱頂(n dn)拱石脫落深度下拱頂(n dn)截面的內(nèi)力值(工況1作用)圖 3.5 拱頂截面內(nèi)力(nil)與拱石脫落深度的關(guān)系第14頁/共39頁第十五頁，共40頁。第三章 拱頂脫落(tulu)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響分析第15頁/共39頁第十六頁，共40頁。第三章

6、 拱頂脫落對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響(yngxing)分析圖 3.6 拱頂(n dn)截面內(nèi)力與拱石脫落深度的關(guān)系第16頁/共39頁第十七頁，共40頁。 本章針對(duì)(zhndu)30m矢跨比為1/6石拱橋，采用MIDAS/Civil梁單元建立模型，隨著主拱圈拱頂處從0cm到20cm脫落，分析拱頂脫落對(duì)主拱圈五個(gè)重要控制截面內(nèi)力的影響。主要結(jié)果如下： 1在石拱橋受力分析中可以發(fā)現(xiàn)剪力影響相當(dāng)小，基本上沒有變化。 2溫降作用下石拱橋拱頂脫落對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響不明顯。 3拱頂處拱石脫落對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響最大的控制截面是拱頂截面。第三章 拱頂脫落對(duì)結(jié)構(gòu)(jigu)內(nèi)力影響分析第17頁/共39頁第十八頁，共40頁。第四章 各

7、因素下拱頂(n dn)脫落限值影響分析第18頁/共39頁第十九頁，共40頁。定義定義(dngy) 拱頂脫落限值：指石拱橋因各種原因主拱圈拱頂處剛好脫落到一定深度時(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生(fshng)破壞，此臨界深度值即為該石拱橋的脫落限值。影響影響(yngxing)因素因素 矢跨比 跨徑 主拱圈高度 材料強(qiáng)度 橋?qū)?移動(dòng)荷載等等第四章 各因素下拱頂脫落限值影響分析第19頁/共39頁第二十頁，共40頁。求解求解(qi ji)原理原理 在拱頂(n dn)處不同脫落深度的變化下，通過midas/civil設(shè)計(jì)出的實(shí)際內(nèi)力與橋規(guī)中規(guī)定的結(jié)構(gòu)承載能力抗力效應(yīng)值相比較，求出其中的臨界脫落值。 公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JT

8、G D61-2005) 中的計(jì)算，計(jì)算公式為：第一章 概述(i sh)cddAfN0第20頁/共39頁第二十一頁，共40頁。荷載荷載(hzi)組合下軸力曲線圖組合下軸力曲線圖第四章 各因素下拱頂脫落(tulu)限值影響分析第21頁/共39頁第二十二頁，共40頁。32y = 0.1195x - 8.7625x + 186.75x + 1532932y = 0.2414x - 15.974x - 441.35x + 3215832y = 0.1195x - 8.7625x + 186.75x + 1532932y = 0.2414x - 15.974x - 441.35x + 32158在圖中可以

9、在圖中可以(ky)看出兩條曲線的三次多項(xiàng)式：看出兩條曲線的三次多項(xiàng)式：1. 組合一作用下最小值組合一作用下最小值軸力抗力效應(yīng)變化曲線：軸力抗力效應(yīng)變化曲線：實(shí)際(shj)軸力變化曲線：求解多項(xiàng)式：x1=23.066cm2. 組合二作用下最小值軸力抗力效應(yīng)(xioyng)變化曲線：實(shí)際軸力變化曲線：求解多項(xiàng)式：x2=32.277cm從兩個(gè)交點(diǎn)取較小值即x=23.066cm是矢跨比為1/6時(shí)的拱頂脫落限值。第四章 各因素下拱頂脫落限值影響分析第22頁/共39頁第二十三頁，共40頁。矢跨比對(duì)拱頂脫落矢跨比對(duì)拱頂脫落(tulu)限值的限值的影響影響 以跨徑為40m，截面尺寸為0.85m9m石拱橋?yàn)閷?duì)象

10、，計(jì)算矢跨比在1/6到1/4之間變化時(shí)的脫落限值（矢跨比包括(boku)0.19，0.21，0.23），根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析矢跨比對(duì)拱頂脫落限值的變化規(guī)律。結(jié)果見表4.5: fh0.1670.190.210.230.250.85m23.06622.31523.48523.61424.208表 4.5 主拱圈(n qun)為0.85m的石拱橋脫落限值(單位：cm)第四章 各因素下拱頂脫落限值影響分析第23頁/共39頁第二十四頁，共40頁。主拱圈高度主拱圈高度(god)對(duì)拱頂脫落限值的影對(duì)拱頂脫落限值的影響響 通過MIDAS/CIVIL與規(guī)范計(jì)算矢跨比1/6、凈跨為40m、主拱圈(n qun)高度為0

11、.85m，0.87m，0.89m，0.91m，0.93m，0.95m石拱橋的拱頂脫落限值，分析其與主拱圈(n qun)高度變化規(guī)律。結(jié)果見表4.6:主拱圈高度(m)0.850.870.890.910.930.951/6矢跨比23.06623.52818.67424.96422.10522.211表 4.6 1/6矢跨比下拱頂(n dn)脫落限值（cm）第四章 各因素下拱頂脫落限值影響分析第24頁/共39頁第二十五頁，共40頁?？鐝綄?duì)拱頂脫落跨徑對(duì)拱頂脫落(tulu)限值限值的影響的影響 針對(duì)30m，40m，50m石拱橋，利用MIDAS/CIVIL計(jì)算分析(fnx)了0.85m主拱圈高度1/6矢

12、跨比下的拱頂脫落限值 ，結(jié)果如下：跨徑（m）3040501/6矢跨比31.461 23.066 15.907 第四章 各因素下拱頂(n dn)脫落限值影響分析表 4.12 不同跨徑下拱頂脫落限值（cm）圖 4.22 拱頂脫落限值曲線第25頁/共39頁第二十六頁，共40頁。 本章首先簡單介紹了結(jié)構(gòu)承載能力的判斷原理，然后求得拱頂脫落限值，最后分析各因素對(duì)脫落限值的影響，所得結(jié)論如下： 1. 通過Midas/civil計(jì)算出的實(shí)際內(nèi)力與空腹式懸鏈?zhǔn)焦皹蛟诠粉毓蚝O(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的結(jié)構(gòu)承載能力抗力效應(yīng)值比較分析，工況一作用下的最小值是最不利的荷載組合。 2. 隨著矢跨比的增大主拱圈的拱頂脫落限值也

13、隨之變大，主拱圈高度對(duì)拱頂脫落限值的影響沒有太多規(guī)律，但總體來說矢跨比和主拱圈高度對(duì)拱頂脫落的影響不大。 3 石拱橋拱頂脫落限值隨跨徑的增加而減小。與矢跨比和主拱圈高度相比，跨徑對(duì)于(duy)石拱橋拱頂脫落限值影響較大。第四章 各因素下拱頂脫落(tulu)限值影響分析第26頁/共39頁第二十七頁，共40頁。第五章 拱頂脫落(tulu)限值曲面擬合第27頁/共39頁第二十八頁，共40頁。 針對(duì)跨徑為30m, 40m, 50m石拱橋，在不同矢跨比和不同主拱圈高度下通過一系列有限元模型進(jìn)行模擬(mn)，最后通過最小二乘曲面擬合法求出脫落限值計(jì)算表達(dá)式。擬合擬合(n h)原理原理 令矢跨比用f表示(b

14、iosh)，主拱圈高度用h表示(biosh)，形成的空間點(diǎn)用z表示(biosh)，對(duì)矩形區(qū)域內(nèi)多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)(，)(i=1，2，n，j=1，2，m)上的函數(shù)值，使用最小二乘法進(jìn)行二次曲面擬合，是指在函數(shù)中找到一個(gè)二元函數(shù)*,F f h第五章 拱頂脫落限值曲面擬合第28頁/共39頁第二十九頁，共40頁。圖 5.3 30m石拱橋脫落限值擬合空間(kngjin)曲面圖 5.4 40m石拱橋脫落限值擬合(n h)空間曲面第五章 拱頂(n dn)脫落限值曲面擬合第29頁/共39頁第三十頁，共40頁。圖 5.5 50m石拱橋脫落(tulu)限值擬合空間曲面第五章 拱頂(n dn)脫落限值曲面擬合第30頁/共39

15、頁第三十一頁，共40頁。用二元二次曲面的多項(xiàng)式形式(xngsh)，即函數(shù)形式(xngsh)為： 331111,ijijijF f ha fh利用Matlab工具進(jìn)行數(shù)據(jù)(shj)曲面擬合結(jié)果 （1）30m石拱橋拱頂(n dn)脫落限值公式為：第五章 拱頂脫落限值曲面擬合22156.0982h+h*379.5266f-212.6503f+99.8280h-226.5139f+15.4533),(hfF（2）40m石拱橋拱頂脫落限值公式為：（3）50m石拱橋拱頂脫落限值公式為：2273.7411h-h*109.0235f+217.9000f-183.5403h+16.6521f-100.3142)

16、,(hfF22( , )-6.6451-78.2873f+73.106h-244.0841f +222.8362f*h-62.0357hF f h 公式擬合公式擬合第31頁/共39頁第三十二頁，共40頁。 本章針對(duì)跨徑30m, 40m，50m且在不同(b tn)矢跨比和不同(b tn)主拱圈高度下的石拱橋通過一系列有限元模型進(jìn)行模擬，求出脫落限值，并通過最小二乘法曲面擬合法求出脫落限值計(jì)算表達(dá)式，為石拱橋拱頂拱石脫落的安全性初步檢測和評(píng)估提供了較為快捷方便的方法。第五章 拱頂脫落限值曲面(qmin)擬合第32頁/共39頁第三十三頁，共40頁。第六章 結(jié)論(jiln)與展望第33頁/共39頁第三

17、十四頁，共40頁。通過本文的研究得出了以下成果與結(jié)論： 1在石拱橋受力分析中可以發(fā)現(xiàn)剪力影響相當(dāng)小，基本上沒有變化。 2溫降作用對(duì)于石拱橋主拱圈拱石脫落的內(nèi)力影響不明顯(mngxin)； 3通過對(duì)拱頂拱石脫落深度逐漸增加到20cm有限元分析可知：主拱圈五個(gè)關(guān)鍵截面處的軸力的變化較小，都不超過1%；而拱頂截面處彎矩增加較為明顯(mngxin)，可達(dá)到原來的7倍，甚至10倍；拱腳截面和長橫墻處截面彎矩的變化量都不超過2%，1/4截面和短橫墻處的彎矩變化量都不超過5%以內(nèi)；總結(jié)得出“拱頂處截面是影響拱頂脫落限值的最不利控制截面”的結(jié)論。 結(jié)論結(jié)論(jiln) 第六章 結(jié)論(jiln)與展望第34頁/

18、共39頁第三十五頁，共40頁。 4通過對(duì)midas/civil計(jì)算出的實(shí)際內(nèi)力與規(guī)范計(jì)算的結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)值比較分析，可得出工況一組合作用下的最小值是最不利的荷載組合。 5不同因素對(duì)拱頂脫落(tulu)限值的分析可知：石拱橋拱頂脫落(tulu)限值隨矢跨比增大而增大，隨跨徑的增加而減小，且與矢跨比和主拱圈高度相比，跨徑對(duì)于石拱橋拱頂脫落(tulu)限值影響更大，通過分析從30m跨徑到50m跨徑石拱橋，其下降率達(dá)到49.4%，總結(jié)可得出“跨徑是影響拱頂脫落(tulu)限值的最大因素”的結(jié)論。 6計(jì)算30m,40m,50m拱橋拱頂脫落(tulu)限值，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行擬合，首次提出了三種不同跨徑下的拱頂脫落