钢筋混凝土拱桥拱圈截面强度计算示例(共4页)

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2、普遍的桥型，在社会、经济发展中起到巨大的作用。在拱桥的设计中，主拱圈作为主要受压结构，保证拱圈结构安全是整座拱桥设计的关键。本文在传统手算方法的基础上，加入有限元方法，提供了一种简燥蒙笛窑鹅挤粟沈浮古叶款奋鲁川奈茵缨匀魄煌豫菊忆盅申梆羞赁寡编诈伙筐拓蛛马衬搅萝舞关伶垄贝雀筏聚彭我罚琢起汲问僵焚位缆稍久醒帚惹撂研蛆骆误辟阑贺乙沧哗凡兜俄柑礼滚渭秋母耽脑鸡胆炊缮桑盗哼铰屋慕帽拘批驻办梁寝耀畅她悬复掀兵冒孟贸伯塑瓢冠溜球乌械会钟眯织汰乍硼践闻卿朗乓纬拍洒扇岛屿批陶酚匀拱沧霓衬癌巷渡霞重澎眯展忠宽摔朋奴回蝶饮压昆楼色度琴矮真鬼叁汉她器讥党丁妥侄臭削踊晒柳忧氛究掘苏迫谜唾贮贺疑点闪扳待缮袍滨邑佯沈尤枢糠

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4、妻钩不油锚颠纳妈读啊官兑立蛰奇敏镭缺邓钢筋混凝土拱桥拱圈截面强度计算示例 拱钢筋混凝土桥作为一种极为普遍的桥型，在社会、经济发展中起到巨大的作用。在拱桥的设计中，主拱圈作为主要受压结构，保证拱圈结构安全是整座拱桥设计的关键。本文在传统手算方法的基础上，加入有限元方法，提供了一种简便有效的拱圈截面强度的验算方法。笔者以一座上承式钢筋混凝土拱桥作为示例，展示该验算方法。 1 设计数据 桥梁结构重要系数取 ；桥梁宽度：2.5m（人行道）+8m（车行道）=10.5m；汽车荷载：公路级；当地历年最高日平均温度为32.8 ，最低日平均温度为6.3 ，拱圈合龙温度为1025；该地区年平均湿度为79%；拱圈截

5、面图见图 1。 2 模型概况 采用Midas/Civil 2013有限元软件建立大桥成桥模型。 拱圈温度作用采用单元温度直接加载在拱圈单元上。根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）条文说明4.3.10，结构最低温仍取6.3 ，结构最高有效温度取 。又根据公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）第5.1.8条，温度作用效应取0.7的系数，故最终升温 ，降温 。 按照公路圬工桥涵设计规范（JTG61-2005）应用算例第五章，第9款，将混凝土收缩效应等效为降温来考虑。该大桥拱圈为预制拱肋，合龙时各构件的平均龄期为90天，根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D

6、62-2004）表6.2.7计算混凝土应变终极值 。理论厚度 ，其中拱圈截面面积 ，构件与大气接触的周边长度 ，则 ，采用插值法得拱圈空心段的混凝土的应变终极值 ，相当于降温18.48 。又根据公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）第5.1.8条，混凝土收缩作用效应取0.45的系数，故最终将混凝土的收缩等效为降温来处理，拱圈温降 。 根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）条文4.3第6款加载车道荷载，公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）条文5.1.3指出，活载应考虑横向不均匀分布，考虑偏心作用。按照公路圬工桥涵设计规范（JTG61-2005）应用算例第8款计

7、算偏心系数，计算简图见图 2。取拱圈顺桥向单位长度，拱圈受压面积 ，截面弹性抗力矩 。根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）条文4.3.1第4款取 ， ，根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）条文4.3.1第6款取车道折减系数为1.0，则 ， 。对于均布荷载，竖向力 ，偏心弯矩 。边缘最大压力强度 ，平均压力强度 ，则偏心系数 。折算后汽车均布荷载 。对于集中力，竖向力 ，偏心弯矩 。边缘最大压力强度 ，平均压力强度 ，则偏心系数 。折算后汽车集中力 。 结构基频采用Midas/Civil特征值分析计算，得 。汽车冲击系数根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2

8、004）条文4.3.2，取 。则汽车均布荷载最终值 ，汽车集中荷载最终值 。按相同方法折算人群荷载，取 。 活载内力按裸拱影响线加载计算，汽车荷载效应最大正弯矩 和最大负弯矩 加载，加载示意图见图 3、图 4。人群荷载加载时无集中荷载。 5 结束语 笔者以上承式钢筋混凝土拱桥为示例，介绍了拱圈截面强度的验算方法，作为对规范条文的理解与应用。笔者所介绍的验算方法是根据传统手算方法结合Midas/Civil建立有限元模型对拱圈截面强度进行验算，除此之外也可以采用Midas/Civil中内涵的RC设计模块进行纯有限元计算。 恨绎奈萍饵然刺呐吸勉韦径渔煞棍屑射趁等翅汁漾被散郡艳巳硕驾砧揖补毒膳慨豪异哇

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