第二章桁架拱及连拱计算.ppt

七、桁架拱和刚架拱的计算要点 七、桁架拱和刚架拱的计算要点 2、计算的基本假定: 以一片桁架拱作为计算单元，用荷载横向分布体现横向的影响，将空间简化为平面 。 桁架拱按外部一次超静定结构计算，两端支座简化为固定铰；赘余力选取拱脚水平推力 假定桁架各节点为理想铰接 七、桁架拱和刚架拱的计算要点 七、桁架拱和刚架拱的计算要点 七、桁架拱和刚架拱的计算要点 七、桁架拱和刚架拱的计算要点 七、桁架拱和刚架拱的计算要点 2、结构计算 刚架拱：属高次超静定结构，各构件均为压弯构件，用有限元法计算内力。 八、连拱实用计算简介 （一）连拱作用的概念 1、连拱作用：多孔该桥在荷载作用下各拱墩结点会产生水平位移和转角，考虑上述结点变位的计算称为连拱计算。已经查明：拱墩结点水平位移对拱墩内力影响大，而转角影响小。手算时可忽略转角影响，简化计算 2、桥墩刚度与拱圈刚度：桥墩刚度为无限大时，可不考虑连拱影响；但是桥墩刚度不可能无限大，连拱影响是存在的。 3、连拱内力=固定拱内力+拱脚水平位移产生的内力；按连拱计算与按固定拱计算的根本区别在于墩顶是否产生位移，对于上部结构而言，连拱作用的影响主要是拱脚水平位移的影响。 4、影响连拱作用的因素 （1）拱圈与桥墩的相对刚度比 桥墩越强，连拱越弱，反之，连拱作用较强 （2）邻近荷载孔的影响较大，远离则较小，可根据计算精度要求，合理选择计算孔数。 5、连拱与固定拱的区别 （1）固定拱一孔布载一孔受力，连拱一孔布载全桥受力； （2）连拱影响最大的是荷载孔； （3）连拱计算的水平力小于固定拱水平力，控制设计的拱脚负弯矩和拱顶正弯矩大于按固定拱计算结果 （4）考虑连拱作用，可以减小墩顶水平力，节省桥墩材料。 5、连拱与固定拱的区别 （二）连拱简化计算法 1、当 ，拱的抗推刚度较大，拱对墩有较大的约束作用，阻碍墩顶转动。拱墩结点采用固结图式，假定结点转角为零。 2、当 ，将墩顶视为铰接，假定拱脚转角为零。 3、当 ，墩的抗推刚度大，拱圈不能控制墩顶转动，假设墩顶为铰接状态。 （二）连拱简化计算法 第四节 拱桥实例介绍 内力迭加法 各施工阶段的内力直接迭加，不考虑拱圈截面的形成过程，最后应力以全截面的EA EI 表达，截面应力保持一条直线。 应力迭加法 考虑拱圈截面逐步形成，应力在截面上的迭加历史不同，分阶段计算应力。此时截面上的应力曲线是阶梯形，有突变。 设截面在形成过程中，各阶段产生弯矩ΔM1, ΔM2, 各阶段截面惯矩Ι1,Ι2, Ι（总惯矩）,面积A1,A2,A（总） 内力迭加法 应力迭加法 * 1、桁架拱各部位的受力情况 拱形桁架部分的杆件主要承受轴向力； 实腹段部分承受轴向力和弯矩； 拱形桁架部分的上弦杆除轴力外，还受弯矩和剪力； （一）桁架拱 （一）桁架拱 （一）桁架拱 3、荷载横向分布系数 对于恒载，各桁架片通常是均匀受力； 对活载沿横向各桁架片的分布一般采用偏心压力法或杠杆法。 当桥由三片组成而宽跨比大致在3以上时，宜采用偏压法计算横向分布系数； （一）桁架拱 4、结构内力计算 有条件时尽量采用程序电算； 常以水平推力作为赘余力，求算水平推力影响线，通过静力平衡条件求各杆件和实腹段内力影响线。 通过内力影响线按最不利情况布载求结构内力。 5、配筋验算 桁架拱各杆件的内力组合、配筋验算按照规范进行。 （二）刚架拱 两边腹孔梁—受弯构件 其余构件（与拱类似）—压弯构件 1、基本假定及计算图式 （二）刚架拱 刚架拱一般采用电算，无条件时也可采用手算法，计算图式可简化为一次超静定的两铰拱，但拱轴线并非光滑。仍以拱脚水平推力为赘余力计算。 （二）刚架拱 简言之：连拱对主拱圈不利，对桥墩则有利。因此对主拱圈必须考虑连拱作用。 （5）计算拱脚、1/8截面最大负弯矩及其它截面正弯矩时，均以一孔布载最不利；而计算拱脚、1/8截面最大正弯矩及其它截面负弯矩时，以多孔布载不利；但常常以荷载孔拱脚负弯矩和拱顶正弯矩控制设计。 （6）桥墩水平力：最不利布载有两种可能，即墩左各孔布载，右各孔无载；墩右各孔布载，左各孔无载； 在上述的三种简化中，都有一个共同特点， 即墩顶位移只有水平位移一个未知数 可采用位移法建立统一计算公式，求解结点 位移和拱墩内力。 这种简化方法，结点未知数少，计算简单。 忽略了结点转角影响，拱墩内力计算结果准 确度较差。 *