第二章桁架拱与连拱计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,七、桁架拱和刚架拱的计算要点,第二章 上承式拱桥,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,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,第二章 上承式拱桥,（一）桁架拱,七、桁架拱和刚架拱的计算要点,第二章 上承式拱桥,（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；,七、桁架拱和刚架拱的计算要点,第二章 上承式拱桥,（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。,七、桁架拱和刚架拱的计算要点,第二章 上承式拱桥,（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,七、桁架拱和刚架拱的计算要点,第二章 上承式拱桥,（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。,七、桁架拱和刚架拱的计算要点,第二章 上承式拱桥,（二）刚架拱,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。,第二章 上承式拱桥,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。,第二章 上承式拱桥,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。,第二章 上承式拱桥,5,、连拱与固定拱的区别,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。,第二章 上承式拱桥,（,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；,（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。,第二章 上承式拱桥,（二）连拱简化计算法,第二章 上承式拱桥,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。,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。,第二章 上承式拱桥,设截面在形成过程中，各阶段产生弯矩,M,1,M,2,各阶段截面惯矩,1,2,（总惯矩）,面积,A,1,A,2,A,（总）,内力迭加法,应力迭加法,第二章 上承式拱桥,