拱桥计算(该看).pptxVIP

第三章拱桥计算

（CalculationofArchBridges）

第一节、概述

第二节、普通型上承式拱桥计算

第四节、中下承式钢筋混凝土拱桥计算

第五节、钢管混凝土拱桥计算

第二章上承式拱桥

联合作用：荷载作用下拱上建筑参与主拱圈共同受力；概述联合作用与拱上建筑形式有关：拱式拱上建筑联合作用大，梁式拱上建筑联合作用小；对于拱式拱上建筑，腹拱圈相对主拱圈刚度越大，联合作用越显著联合作用与施工程序有关：如有支架施工时落架时间不同，联合作用也不同；同一拱桥中，主拱拱不同部位受联合作用的影响也不一样，通常拱脚及L/8截面受联合作用的影响大，拱顶则小；计算中可根据联合作用的大小选择计算图式。主拱圈不计联合作用的计算偏于安全，但拱上结构不安全；

第一节概述

活载横向分布：活载作用在桥面上使主拱截面应力不均匀的现象。在板拱情况下常常不计荷载横向分布，认为主拱圈全宽均匀承担荷载。肋拱桥则需考虑横向分布的影响。内力叠加法与应力叠加法：应力叠加法考虑加载历史，认为材料是在弹性限度内，内力叠加法按一次成形、一次加载计算，不考虑应力累加历史。如果考虑材料的塑性变形、收缩徐变引起的内力重分布，则内力叠加法也有其合理性。设计中常在施工阶段采用应力叠加法，成桥阶段采用内力叠加法。

关于非线性的考虑以弹性理论为基础的主拱内力计算方法存在的问题是：没有考虑拱脚推力与主拱挠度相互作用对拱内力的影响；未考虑主拱轴力与主拱压缩变形之间的相互影响，而只简单地考虑了弹性压缩。对于非线性问题，可以采用考虑材料及几何非线性的因素的非线性有限元方法计算，也可采用弯矩增大系数法考虑二阶效应。拱桥稳定性分析：包括纵向稳定及横向稳定。有一类稳定及二类稳定问题。

拱桥计算主要内容成桥状态（恒载和活载作用）的强度、刚度、稳定性验算及必要的动力计算；施工阶段结构受力计算和验算（强度及稳定性验算）计算方法：手算和程序计算。

拱轴线的选择与确定01主拱圈恒载与使用荷载内力计算02主拱附加内力计算03主拱在横向水平力及偏心荷载作用下的计算04拱上建筑的计算05连拱简化计算06拱桥动力及抗震计算要点07主拱内力调整08主拱圈验算09第二节普通型上承式拱桥计算第二章上承式拱桥

第二章上承式拱桥一、拱轴线的选择与确定几个名词：压力线：荷载作用下拱圈截面上弯矩为零的合力作用点连线；恒载压力线：恒载作用下拱圈截面合力作用点连线；理想拱轴线：与各种荷载压力线重合的拱轴线；合理拱轴线：不同荷载情况下，拱截面上弯矩包络线尽量趋于均匀，能充分发挥材料性能的拱轴线；选择拱轴线的原则：尽量降低荷载弯矩值；考虑拱轴线外形与施工简便等因素。

STEP1STEP2STEP3STEP4拱轴线的形状直接影响主截面的内力分布与大小，选择拱轴线的原则：尽可能减小主拱圈的弯矩，同时考虑拱轴线外形与施工简便等因素。实际工程中由于活载、主拱圈弹性压缩以及温度、收缩等因素的作用，不存在理想拱轴线（或者说压力线与拱轴线不可能是吻合的）。根据混凝土拱桥恒载比重大的特点，在实用中一般采用恒载压力线作为拱轴线，恒载作用愈大，这种选择就愈显得合理。对于活载较大的铁路混凝土拱桥，则可考虑采用恒载加一半活载（全桥均布）的压力线作为拱轴线。

第二章上承式拱桥拱轴线的选择选择原则：尽可能降低荷载弯矩值三种拱轴线形：（1）圆弧线----15m-20m石拱桥、拱上腹拱（2）抛物线----轻型拱桥，或中承式拱桥（3）悬链线----最常用的拱轴线

第二章上承式拱桥圆弧线拱轴线线形简单，全拱曲率相同，施工方便：已知f,l时，利用上述关系计算各种几何量。1、圆弧线圆弧形拱轴线是对应于同一深度静水压力下的压力线，与实际的恒载压力线有偏离。一、拱轴线的选择与确定

拱轴线的选择与确定抛物线在均匀荷载作用下，拱的合理拱轴线的二次抛物线，适宜于恒载分布比较均匀的拱桥，拱轴线方程为在一些大跨径拱桥中，也采用高次抛物线作为拱轴线，例如KRK大桥采用了三次抛物线。第二章上承式拱桥

拱轴线的选择与确定悬链线实腹式拱桥的恒载集度是由拱顶到拱脚连续分布、逐渐增大的，其恒载压力线是一条悬链线。空腹式拱桥恒载的变化不是连续的函数，如果要与压力线重合，则拱轴线非常复杂。0102第二章上承式拱桥

第二章上承式拱桥3、悬链线

五点重合法：使拱轴线和压力线在拱脚、拱顶和1/4点重合来选择悬链线拱轴线的方法，这样计算方便。目前大中跨径的拱桥都普遍采用悬链线拱轴线形，采用悬链线拱轴线对空腹式拱桥主拱受力是有利的。拱轴线的选择与确定3、悬链线第二章上承式拱桥

1）拱轴方程的建立第二章上承式拱桥坐标系的建立：拱顶为原点，y1向下为正；对主拱的受力分析

拱轴方程的建立01对主拱的受力分析02恒载集度：拱顶轴力：，因拱顶对拱脚截面