第三章拱桥上部结构拱桥特点与主拱内力计算拱桥施工解读.pptx

第三章拱桥上部结构-3
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§ 拱桥受力特点与主拱设计计算要点
概述
恒载内力计算
活载内力计算
温度变化、混凝土收缩和拱脚变位的内力计算
裸拱内力计算
拱圈强度及稳定性验算
桁架拱与刚架拱的计算要点
连拱计算
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概述
一、联合作用与活载的横向分布
拱桥为多次超静定的空间结构。
活载作用于桥跨结构时,拱上建筑参与主拱圈共同承受活载的作用,称为“拱上建筑与主拱的联合作用”或简称“联合作用”。
在横桥方向,活载引起桥梁横断面上不均匀应力分布的出现,称为“活载的横向分布”。
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联合作用有利于主拱圈受力,活载的横向分布不利于主拱圈的受力。
板拱桥中,联合作用的有利影响要大于横向分布的不利影响。
设计计算时二者的影响均不考虑,认为拱跨范围内所有的恒载与活载均由主拱圈全截面均匀地承受。取拱圈全宽或单位宽计算。
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二、等截面悬链线无铰拱主拱圈 设计计算(手算)要点
1、悬链线无铰拱的弹性中心赘余力
取悬臂曲梁为基本结构,由对称性得柔度系: δ13=δ31=δ23=δ32=0
赘余力的力法方程为
拱的内力计算的基本结构
基本结构引入刚臂,三个赘余力移至刚臂的端部。
只有X2对结构的受力影响与刚臂长度有关。调整刚臂长度,使得δ12=δ21=0。
三个独立变量的一元一次方程
直接解得三个赘余力X1、X2、X3。
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2、弹性中心的位置:使得δ12=δ21=0的刚臂端部几何位置。当拱左右对称时,弹性中心位于其对称轴上,距拱顶的纵坐标:
——弹性中心坐标系数,与拱轴系数m有关,可查“拱桥”附录(Ⅲ)表(Ⅲ)-3
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恒载内力计算
一、弹性压缩影响
采用恒载压力线作为拱轴线时,如果拱是绝对刚性的,拱轴线长度不变,恒载作用下拱内仅产生轴向压力而无弯矩和剪力。
拱并非绝对刚性,主拱圈在轴向压力作用下,将发生弹性压缩变形,拱轴要缩短,由此会在无铰拱中产生弯矩和剪力,即弹性压缩影响。
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拱圈弹性压缩对内力的影响在恒载和活载内力计算中分别计入。
拱圈弹性压缩影响与恒载、活载作用产生的内力是同时发生的。
先计算不考虑弹性压缩时的压力,再计算弹性压缩引起的内力,然后叠加。
如果拱轴线对恒载压力线有偏离,则还要计算拱轴偏离引起的恒载内力。