桥梁工程重点整理大学期末复习资料）.docxVIP

1、拱桥与梁桥受力特点对比梁桥以受弯为主，拱桥以受压为主。拱桥：在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。由于这个水平推力的存在，引起拱的内力中出现轴力，同时降低了弯矩与剪力，使整个拱主要承受压力。梁桥：由于外力(恒载和活载)的作用方向与梁体结构的轴线接近垂直，故而梁内产生的较大弯矩（跨中弯矩最大），梁端（支座处）产生较大的剪力，属于受弯为主的弯剪组合体系。2、拱轴线方程（推证）二次抛物线：ABl/2 fl/2Cl　↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓qqql/2ql/2yx任意截面弯矩M（x）为： 若为合理拱轴线，则任意界面弯矩=0,从而推出 ， 此曲线方程为二次抛物线。悬链线图参照书上的图拱顶荷载集度为 ， 拱脚荷载集度为 引入拱轴系数 则任意截面位置荷载集度 因为合理拱轴线，任意界面弯矩为零对拱脚截面取矩，得拱顶水平推力 为外荷载对拱脚截面的合力矩对任意截面取矩得， 则 令 ， 则 ， 解得 ， 此曲线方程为悬链线方程若为均布荷载，即, 解 ，可解得 ，为二次抛物线方程圆曲线曲线微分方程为（为切向和径向荷载集度） qr 受均匀水压时，因为合理拱轴线，则任意截面弯矩为零， 所以 =0，将带入（1）式，推出，即N为常数将带入（2）式，推出 ，所以 为常数， 均匀水压下，合理拱轴线为圆曲线3、拱桥设计计算（包括内力计算要点P286；纵、横向稳定性验算P287-P291；悬链线无铰拱简要计算步骤P294）内力计算要点：对于简单体系拱桥，当拱上建筑为简支梁（板）式结构时，不应考虑拱上建筑的联合作用。当拱上建筑为拱式结构时，设计计算中可考虑拱上建筑参与主拱联合作用，但拱上建筑的结构应符合计算所预设的条件。公路板拱桥拱上建筑为墙墩式时，均不考虑联合作用和活载的横向分布，认为恒载与活载均由主拱圈全截面均匀的承受。拱上建筑为立柱排架式的墩的排拱、考虑拱上建筑参与结构总体受力的轻型拱桥、肋拱等均应考虑荷载横向分布。横向分布手算时，一般采用刚性横梁法，采用有限元计算时，直接由空间有限元计算给出。施工和成拱过程中，应验算各阶段的截面强度和拱的稳定性。自重效应分项系数取1.2，附加荷载相应分项系数取1.4.考虑拱圈温度作用效应乘0.7；考虑混凝土收缩效应乘0.45；超静定拱桥由相邻桥墩引起的不均匀沉降或桥台水平位移引起的作用效应乘0.5。多跨无铰拱桥应按连拱计算。当桥墩抗推刚度与主拱抗推刚度之比大于37时，按单跨拱桥计算。纵、横向稳定性验算采用无支架施工或者拱上建筑合龙前就托架的上承式拱桥，应验算拱圈或者拱肋的纵横向稳定性，拱圈宽度小于1/20的上承式拱桥，应验算横向稳定性。中承式和下乘式拱桥均应进行纵横向的稳定性计算。纵向稳定性计算拱的纵向稳定性计算是将拱圈或拱肋换算为相当稳定计算长度的压杆，以验算抗压承载力的形式验算其稳定性。也就是采用等效梁柱法，将拱等效成梁柱，计算其稳定极限承载力，而不是计算弹性临界荷载。（具体公式288）横向稳定性计算圬工拱桥的横向稳定极限承载力计算，与纵向稳定计算相思，可以将拱圈等效为梁柱。横向的不利作用引起的极值点失稳临界荷载与分支点失稳临界荷载的差距一班要小于纵向失稳情况。所以公的横向失稳验算更多的计算弹性分支点临界荷载。（具体公式290）悬链线无铰拱简要计算步骤具体计算步骤看294页吧，那三个图还有结构力学的几个公式。4、拱轴系数m的确定（对各种拱桥）实腹式悬链线拱桥采用近似计算法确定拱轴系数m① 首先初步拟定 m和 f ， 得拱轴线方程 ② 根据拱轴线进行拱上建筑布置，可估算的 ③ 将拟定的m值与 相比较，若两值相近，则满足要求；否则将值作为新的m值重新拟定。空腹式悬链线拱桥采用五点重合法，仍然用近似计算确定 m① 分别对拱顶截面和1/4处截面取矩，可得 则 ② 初步拟定 m 和 f ，则拱轴线方程 ， 可得 ③ 根据拱轴线进行拱上建筑布置，可估算的 ④将拟定的值与值相比较，若两值相近，则满足要求；否则将值作为新的值重新拟定。5、拱桥附加内力计算（P301）； 超静定拱中，温度变化、混凝土收缩和拱脚变位都会产生附加内力。温度变化引起的内力计算 --温度变化值，即最高（或最低）温度与合龙温度之差，温度上升时为正，下降时为负材料的线膨涨系数； 温度变化引起拱中任意截面的附加内力为：弯矩轴力剪力混凝土收缩引起的内力混凝土收缩在拱圈内产生内力的原理与温降相同，收缩变形在弹性中心产生多余的水平力Hs代替温度变化中的Ht，即可得到任意截面的附加内力值。拱脚变位引起的内力拱脚相对水平位移引起的内力相对水平位移：左、右拱脚的水平位移，自原位置向右移为正。在弹性中心产生的赘余力为： 拱脚相对垂直位移引起的内力相对垂直位移：左、右拱脚的水平位移，均自原位置向下移为正