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基于荷载试验的刚架拱桥模型修正研究
摘要：本文以某刚架拱桥为研究对象，采用荷载试验的方法对其进行实验研究，并利用有限元软件建立拱桥模型进行模拟，通过比较试验结果和模拟结果，对拱桥模型进行修正和优化，达到提高拱桥受力性能和整体稳定性的目的。
关键词：刚架拱桥；荷载试验；有限元模拟；模型修正；稳定性
一、引言
刚架拱桥是一种结构稳定性较好且适用范围广泛的大型桥梁结构，其中包括了双曲拱、钢桁拱、斜拉桥等多种类型。然而，在实际工程中，拱桥的受力情况和整体稳定性却常常不尽如人意，这就需要通过研究拱桥的力学特性和在实际荷载情况下的受力情况，来优化拱桥的结构设计和施工过程。
本文以某刚架拱桥为研究对象，采用荷载试验的方法对其进行实验研究，并利用有限元软件建立拱桥模型进行模拟，通过比较试验结果和模拟结果，对拱桥模型进行修正和优化，达到提高拱桥受力性能和整体稳定性的目的。
二、实验设计
1.实验目的
本实验旨在研究某刚架拱桥受力特性和整体稳定性，在不同荷载条件下对该拱桥进行荷载试验，并通过试验数据对拱桥的结构进行分析和修正。
2.实验装置
本实验采用EZ-ViewSP500数据采集系统对拱桥荷载试验进行数据采集和分析，同时使用NI公司的NI-9219模块对荷载传感器进行采样，利用计算机对实验数据进行处理和分析。
3.实验方案
首先，对某刚架拱桥的结构进行检查和测试，获得结构参数如梁段长度、截面形状、钢材型号等相关信息，然后在桥上设置合适的荷载并进行荷载试验，记录下荷载产生的应变和变形等数据。最后，将荷载试验数据利用有限元软件建立拱桥模型进行模拟，并与实验数据进行对比，对模型进行修正和优化，提高拱桥的受力性能和整体稳定性。
三、结果分析
1.荷载试验实验结果
经过荷载试验测试，获得了刚架拱桥的应变和变形等数据，我们将其绘制成荷载-位移曲线和荷载-应变曲线进行分析，得到以下结果。
图1刚架拱桥荷载-位移曲线
根据荷载-位移曲线可知，刚架拱桥的刚度较大，应变增长缓慢，荷载增加时拱桥的位移也随之增加，到一定荷载时桥梁会出现明显的位移，这时应及时进行维修。
图2刚架拱桥荷载-应变曲线
根据荷载-应变曲线可知，在不同的荷载下，刚架拱桥的应变情况均不同，荷载增加时拱桥的应变也随之增加，并且在达到一定荷载后应变增长缓慢，这说明在实际荷载条件下刚架拱桥的受力性能较为稳定。
2.有限元模拟结果
将荷载试验数据利用有限元软件建立拱桥模型进行模拟，得到以下结果。
图3刚架拱桥有限元模型
根据有限元模拟结果，刚架拱桥的受力分布情况较为均匀，但在局部高应力区域将容易产生破坏，因此需要对其进行优化和修正。
四、结论
基于荷载试验的刚架拱桥模型修正研究表明，刚架拱桥在实际荷载情况下的受力性能较为稳定，但在一定荷载下桥梁会出现位移，需要及时进行维修。有限元模拟研究结果表明，刚架拱桥的受力分布情况均匀，但局部高应力区域容易产生破坏，需要进行优化和修正。因此，在实际工程中需对刚架拱桥的设计和结构进行合理优化，以提高其受力性能和整体稳定性。