44m异变断面大型拱架的设计与试验研究

44m异变断面大型拱架的设计与试验研究44m异变断面大型拱架的设计与试验研究摘要本文采用有限元方法对44m异变断面大型拱架的结构进行了设计和优化。通过对材料和截面的选择、节点的布置、支撑和荷载分析等方面的考虑，得出了合理的设计方案。之后，通过在实验室中搭建展示模型，对该设计方案进行了试验。试验结果验证了设计方案的正确性和安全性。本文详细介绍了设计和优化的过程以及试验结果，为异变断面大型拱架的设计提供了实用的指导。关键词：异变断面；大型拱架；有限元分析；模型试验AbstractInthispaper,thestructureofa44mvariablecross-sectionlargearchwasdesignedandoptimizedusingfiniteelementmethod.Throughconsideringtheselectionofmaterialsandsections,thearrangementofnodes,supportandloadanalysis,areasonabledesignschemewasproposed.Then,ademonstrationmodelwasbuiltinthelaboratorytoconductexperimentsonthedesignscheme.Theexperimentalresultsverifiedthecorrectnessandsafetyofthedesignscheme.Thispaperdescribesindetailthedesignandoptimizationprocessandexperimentalresults,providingpracticalguidanceforthedesignofvariablecross-sectionlargearches.Keywords:Variablecross-section;Largearch;Finiteelementanalysis;Modeltest引言大型拱桥作为现代城市中一道最美的风景线，其建造将对交通以及城市形象的提升产生积极的作用。异变断面大型拱桥由于截面的变化，拱腹板、侧墙板及纵向隔板的变形及应力应变状态均具有一定的差异。因此，建造这类拱桥的先决条件是对其完整、准确的力学性能分析，从而为工程设计和施工的顺利进行提供有效的依据。本文通过对计算机程序的运用，并结合模型试验，对异变断面大型拱桥的设计与试验进行了研究。在工程设计和实际应用中，具有较大参考意义。1.拱架的结构设计1.1材料和截面的选择拱架的材料选择为钢材，实际选用的是Q345B（国标304高强度结构钢），因其高强度、可塑性高、机械性能优良等优点被广泛应用于工程建设中。1.2节点的布置拱架的节点布置应合理，保证在整个拱架结构中各部分的强度和稳定性。本设计采用等距的节点布置方案。1.3支撑和荷载分析为了保证拱架在荷载作用下的稳定性和安全性，拱架需要经过严格的支撑和荷载分析。在本设计中，支撑位置和构件采用预应力建筑结构，其在无荷载和荷载作用下都有很好的稳定性。荷载分析主要分为静荷载与活荷载两部分。2.有限元分析2.1建立模型建立了拱架模型的三维有限元模型，在计算时考虑节点的间距、角度、曲率等因素。2.2分析拱架的力学特性通过计算机程序进行计算，得出了拱架的结构刚度和应力应变状态等力学特性参数。计算结果表明，设计方案在力学特性方面合理。3.模型试验3.1搭建展示模型在实验室中搭建了一个44m异变断面大型拱架的展示模型，并按照设计方案进行了构造。3.2模型试验通过加载、挠度等测试，对设计方案进行了试验。试验结果表明，设计方案的稳定性和安全性均达到了设计要求。结论本文考虑到了材料和截面的选择、节点的布置、支撑和荷载分析等因素，提出了适合异变断面