8 拱式桥梁计算.pdf

拱式桥梁的计算 拱桥计算包括成桥状态受力分析和强度 、刚度、稳定验算以及必要的动力分析 ，，施工阶段结构受力分析和验算施工阶段结构受力分析和验算。。 拱轴线的选择与确定 拱轴线的形状直接影响主拱截面内力大小与分布。 压力线压力线：：荷载作用下拱截面上弯矩为零荷载作用下拱截面上弯矩为零 （（全截面受压全截面受压 ）的截面合内力作用点的连线； 恒载压力线：恒载作用下截面弯矩为零的截面合内力 作用点的连线； 各种荷载压力线：各种荷载作用下截面弯矩为零的截 面合内力作用点的连线合内力作用点的连线； 理想拱轴线：与各种荷载压力线重合的拱轴线； 合理拱轴线合理拱轴线：拱截面上各点为受压应力拱截面上各点为受压应力，尽量趋尽量趋于均均 匀分布，能充分发挥圬工材料良好的抗压性能； 选择拱轴线的原则选择拱轴线的原则：：尽量降低荷载弯矩值尽量降低荷载弯矩值；；考虑拱轴考虑拱轴 线外形与施工简便等因素 拱轴线的选择 选择原则选择原则：：尽可能降低荷载弯矩值尽可能降低荷载弯矩值 三种拱轴线形种拱轴线形：： （（1））圆弧线线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 拱轴线的选择与确定 1、圆弧线 （（11 ））圆弧线拱轴线线形简单圆弧线拱轴线线形简单，， 全拱曲率相同，施工方便： xx 2 ++yy 2 −22RyRy 00 1 1 x R sinϕ y R − ϕ 1 (1 cos ) l ⎛ 1 ⎞ RR ⎜⎜⎜⎜ ++ff // ll ⎟⎟⎟⎟ 2 ⎝4f / l ⎠ 圆弧形拱轴线是对应于同一深度静 （（22 ））已知已知f,lf,l时时，，利用上述关利用上述关 水压力下的压力线水压力下的压力线，，与实际的恒载与实际的恒载 系计算各种几何量。 压力线有偏离。 拱轴线的选择与确定 2、抛物线 在均匀荷载作用下，拱的合理拱轴线的二次抛 物线物线，适宜于恒载分布比较均匀的拱桥适宜于恒载分布比较均匀的拱桥，拱轴拱轴 线方程为 44ff 22 y 1 2 x l 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。 拱轴线的选择与确定 2、抛物线 拱轴线的选择与确定 3、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。 拱轴线的选择与确定 3、悬链线 悬链线拱的拱轴方程及几何性质 实腹式悬链线拱 采用恒载压力线（不计弹性压缩）作为拱 轴线，拱顶为坐标原点 M d 0, Qd 0 H g 对任意截面取矩对任意截面取矩：： MM x y 1 H g 对两边取两次导数： 22 22