混凝土拱桥计算

1、内容：1 .内力分析和强度、刚度、稳定性检查等；2.拱的建筑与拱的结合及活荷载的横向分布和合理拱轴线定义；悬索桥拱轴线方程的刘涛；1:拱形建筑与拱的结合1影响因素：1)拱形建筑的结合效果大(梁尺寸小)；2)拱形建筑物的相对刚度大，粘结效果大。3)拱形建筑物没有铰链的话，共同效果很大。4)简支梁拱楼，小粘结作用(连续梁，比框架)；5)施工方法2的处理方法：1)计算主拱时不考虑连接作用2)按配合运动用途考虑(部分安全)，2:影响活荷载横向分布的因素：主要与侧施工形态有关。处理方法：拱的建筑为墙桥墩的板拱，箱拱：不考虑横向分布(整体宽度均匀负担) (活荷载不超过拱环时)。双肋拱：杠杆原理方法(部分安

2、全)；拱为车床桥墩：连续梁法(梁)，3，拱轴线确定，重要性：内力，影响裂缝；影响建设安全。损害经济和美观。原则：m-可能的拱轴线减少=压力线(合理的拱轴线)；最好是每个截面均匀，没有拉伸应力。施工时尽量不使用临时措施(非施工时)；计算简单美丽。线型：弧线、抛物线、悬链线。a:弧线1。拱轴线方程式：几何关系：因此：已知：f，L，x等于y1，r和特征：1:与整个拱曲率相同(可施工性)2:拱轴线与固定负载压力线不相符3:跨距(平坦)，两条线偏离很大，使用：L20m或纵向预装配的大跨度RC拱(简化构造)。2):抛物线二次抛物线性质：在均匀负载下，压力线相符并使用：当均匀负载分配接近均匀时。大跨度拱(4

3、次，6次，high-second抛物线)3):悬垂线：特性：与实际腹拱恒荷载压力线相同(未考虑弹性压缩的影响)；与空腹拱恒荷载压力线有偏差，但使用有利(对控制剖面)通常在相交中使用的拱轴(空腹拱基于“5点重量”，4):拱轴表达式的建立：原理：拱轴=压力线螺栓：Md=0(与压力线匹配)Vd=0(均布载荷对称)HG0(具有推力)，拱轴线基本微分方程式可以取代该条件并求解方程式(请参阅程序):悬垂方程式中：拱轴线系数：f，L已知时，由y1，m确定的页签(请参阅拱桥指南，请参阅m检查表格y1)以悬垂线线型性质：L/4剖面为例(请参阅程序)示例：规则：m增大y1减小，即m增大，拱轴线升高，拱轴线系数确定

4、(1)实际腹式悬索桥拱的m确定方法螺栓载荷集也为：拱载荷集也为：因此：y1计算需要知道m，对于m和j，请指定m方法：1)创建拱的各个结构尺寸；2) GD计算；3)创建m；4)查看手册。(5)重新计算gj路得：6)如果M与假设不一致，则下两阶段(2)空腹悬索桥的M确定方法原则：“五点中法”固定M5点(脚，L/4，顶，3L/4，脚)M(3)计算4) m，如果m与假设不匹配，则重新计算三级偏差弯矩。(除5点外，所有均偏离弯矩)，ii)无铰链的空腹拱：使用三铰拱悬置方程式。注：“5点”也存在m，与压力线不匹配；这是因为方程式重新接合5点后，其馀部分不一致，静态不确定结构会产生额外的弯矩，并偏离弯矩。接

5、合力：弹性中心的赘力，对于弯矩螺栓拱m以外的螺栓，为-，对于拱，为-。计算结果X2始终为正数，X1较小。与使用恒荷载压力线相比，空腹无铰拱悬索桥更合理。圆顶，拱m是控制力矩符号的相反方向。iii)拱轴线的水平倾斜几何关系：求解吊桥方程式，将其定义为：其中：可检查手册拱桥(上)表()2获得任意截面。)将悬索桥无铰弹性中心引入弹性中心的目的：力法的一般方程所有副系数=0结构力学：悬索桥方程：因为：1可检验拱桥指南v)拟合拱轴线优化方法合理拱轴线基本思路：寻找在特定约束下与压力线偏差最小的曲线作为拱轴线(限制函数逼近)。4，介绍了拱桥内力计算表法计算拱桥内力的方法，并采取了步骤1。等截面悬索桥拱恒荷

6、载(自重)内力计算叠加法：内力=不考虑弹性压缩的恒荷载内力弹性压缩引起的内力(静态固定结构)不考虑弹性压缩的恒荷载内力1)实际腹拱轴线与压力线完全一致。M=0(实际腹式悬索桥)水平推力具有前面导出的系数，路得：此处： (可以查看手册)，拱的垂直反作用力平衡(对称):此处：悬链线方程，已解决：此处： (可以查看手册)拱轴与压力线完全匹配时的内力：内力：拱轴偏离压力线的恒载荷内力弹性中心的多余内力：空腹拱不考虑弹性压缩的恒载荷内力：弹性压缩产生的内力原理：作用(仅由恒载荷推力产生压缩)杆缩短L，实际L=0拱上拉伸拱顶相对水平位移=恒荷载下，拱各部分的总内力实际腹拱，恒荷载压力线不考虑自拱轴线的影响

7、的空腹拱：不考虑弹性压缩的恒荷载内力弹性压缩引起的内力轴向力：弯矩：剪力：结论：即使拱轴线因弹性压缩而偏离恒荷载压力线，拱轴线也不能与恒荷载压力线一致，即无论空腹拱或实际腹拱。考虑拱轴线偏差影响的轴向力：弯矩：剪切：(2)在活荷载下等截面悬索桥拱的内力计算叠加方法：内力=不考虑弹性压缩的恒荷载内力弹性压缩引起的内力(静态确定的结构)I)不考虑弹性压缩的活荷载内力影响线：原理：基本注意事项：仅在特殊负载或轴线不是悬链线和单线的情况下，内力计算车道负载时的：桥规：车道负载时的螺栓，拱跨距1/4正弯矩乘以还原系数0.7，拱脚乘以0.9，中间每个剖面的正弯矩还原系数可以透过直线插入方式确定。Ii)在活

8、载荷下，由于弹性压缩而产生的内力：根据螺栓内力：M1，V1，H1，如果在活载荷下不考虑弹性压缩，则螺栓的相对水平位移为零并不难获得： (类似于恒载荷，生成轴向力H1万压缩)考虑弹性压缩的活载荷推力(总推力)小于1-1，因此实际活荷载弹性压缩产生的内力包括：弯矩：轴向力：剪切力：总内力=活荷载弹性压缩产生的内力，而不考虑(3)等截面悬索桥其他内力计算其他：温度变化、混凝土收缩蠕变、拱脚位置附加内力1)温度变化产生的其他内力计算分析：温度增大螺栓扩展Lt螺栓压缩弹性中心Ht，力方法的典型方程式蠕变引起的内力分析：类似于温度内力法的行为3)拱脚位移引起的内力计算和分析：软土地基拱位置静态结构具有附加

9、内力计算方法。 结构动力学方法I)拱的相对水平位移引起的内力2拱的相对水平位移：弹性中心发生的双拱的相反方向(h为负)，X2为正或负。Ii)由于拱的相对垂直位移而引起的内力拱的相对垂直位移：4)由于拱的相对角度位移而引起的内力拱b的引用角b弹性中心角b水平位移h垂直位移v beim X1，X2，X3由一般方程式得出：几何关系：因：替代一般方程式5)风或离心力引起的拱脚截面的作用，假设a)拱与拱的计算跨度相同的两端被视为固定水平直梁，则整个梁通过平均风或离心力计算梁端力矩M1。b)拱被视为底部固定垂直悬臂，其跨度等于拱的计算高度。悬臂接受平均半拱跨度风、梁自由端的半拱跨度离心力，计算固定端力矩M

10、2。弯矩计算：中心：拱中拱轴线的切线和跨距的角度。2:利用有限元法进行拱桥计算简介(电气算法)(1)特征：1)可按空间结构计算；2)可以考虑非线性影响(材料、几何)。3)可以进行稳定性和动态分析。4)可以考虑结构形成过程、施工装载机、时间因素(如混凝土徐变)、温度变化、载荷转移等的影响。(2)一般程序：SAP2000、ANSYS、ADINA、(4)结构分析方法1)计算模型实际结构有限单位的集合(塑型)建立单位型式：杆储存格(简单、一般)梁储存格(薄实心板拱对称同一节点的单位内力关联性。5，主拱检查检查：强度、刚度、稳定性检查剖面：1:拱圈强度检查a)钢筋混凝土拱桥检查：结构设计原理b)圬工拱桥

11、检查：规格：快速公路桥涵设计代码(JTG D61-2002)轴向力设计值；对于复合剖面，将砖石或混凝土轴抗压强度设计值转换为强度比率的元件剖面。根据规格(JTG D61)计算构件轴向力的偏心e和纵横比对压缩构件承载力的影响系数，但在剖面强度检查中不考虑纵横比的影响。表9.1压缩构件偏心限制注意：表中的s值是截面或交替截面重心轴到偏心方向截面边的距离。，ii)混凝土拱桥正截面小偏心压缩，即ee，需要主拱圈正截面压缩承载力：式：根据与混凝土压缩区面积、轴向力作用点和压缩区法向应力合力工作点一致的原则计算；混凝土轴压强度设计值；弯曲平面的轴向压缩构件弯曲系数，剖面强度检查期间为1。2)正截面大偏心压

12、缩，即对于ee，凸轮的轴承承载能力为单向偏心：双向偏心：表示式：a构件的截面面积，对于复合截面，转换截面面积为弹性系数比率；使用w单向偏心时，零部件通过拉伸边的弹性阻力矩转换，对于复合截面，通过弹性模量比转换为转换截面弹性阻力矩。如果使用Wx，Wy双向偏心，则零部件x方向沿拉伸边y轴的截面弹性阻力矩和零部件y方向将转换为拉伸边x轴的截面弹性阻力矩，对于复合截面，转换为弹性模量比的截面弹性阻力矩。组件拉伸边层的弯曲拉伸强度设计值；x和y方向的轴向力偏心；砌体偏心受压构件的承载力影响系数或混凝土轴心受压构件的弯曲系数。3)正截面直接剪切强度计算公式：中：剪切设计值；a剪切剖面面积；砌体或混凝土抗剪强度设计值；摩擦系数，使用垂直于剪切截面的压力标准值。2:拱的稳定性确认： 1)纵向稳定性确认计算方法：拱度转换为直杆计算长度：拱的轴设计值：中心：拱的水平推力设计值；保险箱和拱门的连接和跨度的角度。e建议在水平推力计算中，将相同载荷放置的拱除以Nd，即四分之一弯矩设计值。a)使用以前的公式检查拱的纵向稳定性，以检查拱的整体“强度稳定性”；石拱：混凝土拱：b)钢筋混凝土拱桥的纵向稳定性检查检查公式：式：a构件总截面面积，纵向钢筋钢筋钢筋钢筋比例大于3%时，a应改为