混凝土拱桥设计计算详解.ppt

* 坐标 坐标越大, 1 * 图4-3-1 实腹式悬链线拱轴计算图式 1 * * 1 * 2 L1 L1 * * * 1 * * 1 * 表 4-3-1 * 2.空腹式悬链线拱 2.1 空腹式拱桥的恒载压力线特点 2.1.1 恒载集度 * ?恒载集度特点: ①??? 集度表现出分段的分布函数； ②??? 有集中力出现； ③??? 拱顶接近实腹拱的集度； ④??? 空腹段，q 接近常数，m→1。 2.1.2 空腹式三铰拱拱桥的恒载构成 实腹段：与实腹式拱桥完全相同； 空腹段：拱上建筑，立柱（墩台）传集中力； 主拱圈：接近均布荷载。 * 2.2 空腹式悬链线无铰拱的拱轴线 2.2.1 确立原则 设计空腹式拱桥时，由于悬链线拱的受力情况较好，多用悬链线作为拱轴线。 “五点重合法”：为确定空腹式悬链线拱轴线的m值，拱轴线与相应的三铰拱的恒载压力线在拱顶、两个L/4点及两拱脚等五点相重合。 效仿此法，对于任何曲线的空腹式无铰拱的拱轴线，均应与相应的三铰拱的恒载压力线在若干点上相重合。 * * * * * ** 空腹拱的拱轴线仅与其三铰拱恒载压力线保持五点重合，其他截面，拱轴线与其三铰拱恒载压力线都有不同程度偏离，会在拱中产生附加内力（结构力学）。 然而，分析表明，在空腹式拱桥中，利用“五点重合法”确定的悬链线拱轴，拱顶的偏离弯矩为负而拱脚的偏离弯矩为正，恰好与截面控制弯矩符号相反，因此，偏离弯矩对拱顶、拱脚都是有利的。 * * 4. 悬链线无铰拱的弹性中心 取悬臂曲梁为基本体系 * 普通力法的正则方程： 根据对称性，可知 能否找到一个合适的位置，使得 * * * 2.?刚架拱桥 上部结构组成 刚架拱片 * * 3.钢管混凝土拱桥 钢管砼基本原理： 借助内填砼增强钢管壁的稳定性； 借助钢管对核心砼的套箍作用提高砼强度。 钢管砼拱桥广泛应用的原因： 拱为压弯构件，钢管砼以受压为主； 拱桥施工问题。 在薄壁钢管内填充混凝土，由钢管与混凝土两者共同作用形成的组合材料。 * 钢管混凝土修建拱桥分类： 钢管内包混凝土，称为钢管混凝土拱桥 钢管内填外包混凝土，称为钢管混凝土劲性骨架拱桥 * * 结构特点： 钢管本身就是耐侧压的模板 钢管本身就是钢筋 钢管本身又是劲性承重骨架 与钢结构相比，省钢材50%，与普通钢筋砼相比，面积省一半（用钢量相同时） * * * 跨中18m为钢管混凝土劲性骨架，吊装合拢后在管内填充混凝土，再现浇混凝土形成箱型断面 * 钢管混凝土拱肋的截面形式 * * * 钢管混凝土劲性骨架箱肋和工字形肋 * 好 * 平衡推力问题 * * * 特大公路桥梁。1997年完工。该桥为劲性骨架钢管混凝土上承式拱桥，净跨达420m，单孔跨江，无水下基础，跨度雄居世界同类桥梁首位。主拱圈采用钢管与劲性骨架组合的钢筋混凝土箱形截面。 重庆万县长江大桥 * * 拱梁组合体系桥 * 提篮拱 * * 第三章 拱桥的计算 * 1. 拱上建筑的联合作用及横向整体特性 1.1 拱桥的桥跨结构与梁桥的比较 ①??从立面图上，拱桥的桥跨结构为一复杂体系（或者叫做多层复杂体系）。这是与梁式桥的又一显著差别。 ②???从平面上看，与梁式桥无很大差别。 1.2 联合作用 ①???在荷载作用下，拱上建筑与主拱圈共同承受。这种现象叫做“拱上建筑与主拱（圈）的联合作用”或简称“联合作用”。 ②???恒载的联合作用：恒载的联合作用与施工方法相关。现浇法施工时联合作用最突出，预制安装施工时相反。 ③???活载的联合作用：活载主要是直接作用于桥面，由拱上建筑传递给承重结构——拱圈（肋）。联合作用总是存在。 §3-1 概述 * 1.3 横向整体性 ①??? 与梁式桥一样，无论荷载作用在桥面的什么位置，在桥梁的横断面上都会出现应力的不均匀分布，这种现象称为“荷载的横向分布”。 ②??? 横向分布的两个概念 ⅰ 受结构横向整体刚度的作用，荷载作用在横断面的一点，其它各点均受到作用（均有应力、应变产生）。 ⅱ 荷载的作用位置不同，对各点所产生的影响力的大小亦不同。 总之，是结构共同分担荷载，但不是平均分担。 * 2 联合作用的定性描述 2.1 不同的拱上建筑所产生的联合作用的大小不同，梁板式拱上建筑的联合作用小于腹拱式拱上建筑的联合作用。 2.2 腹拱圈、腹拱墩（台）及主拱圈（肋）之间相对刚度对联合作用的影响 ①?? 腹拱墩刚度越大，联合作用对主拱圈的不均匀影响越严重。 ②??? 主拱圈刚度愈大