橋梁工程3-4拱橋的計(jì)算(編輯修改稿)
2025-02-08 12:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 離的影響，計(jì)算由偏離引起的恒載內(nèi)力，二者疊加。 ?不考慮偏離的影響：此時(shí)拱的恒載推力 Hg， 拱腳的豎向反力 Vg和 拱任意截面的軸力可由靜力平衡條件得到 fMH jg???? PV g （半拱恒載重力） ?c osgHN ??偏離的影響可按式（ 3－ 4－ 20）～式（ 3－ 4－ 21）首先計(jì)算出 21 , XX ??然后根據(jù)靜力平衡條件計(jì)算任意截面的軸力 ?N，彎矩 ?M和剪力 ?Q。 半拱恒載對(duì)拱腳的彎矩 ??????????s i n)(c o s21212XQyHyyXXMXNgs???????在設(shè)計(jì)中小跨徑的空腹式拱橋時(shí)可以偏于安全地不考慮偏離彎 矩的影響。大跨徑空腹式拱橋的恒載壓力線與拱軸線一般比中、 小跨徑偏離大，一般要計(jì)入偏離的影響。 彈性壓縮引起的內(nèi)力 在恒載產(chǎn)生的軸向壓力作用下，拱圈的彈性變性表現(xiàn)為拱軸長(zhǎng)度的縮短。首先將拱頂切開，假設(shè)拱橋圈可以自由變形，并假設(shè)彈性壓縮會(huì)使拱軸方向縮短 ?l（ 右圖所示）。由于在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，拱頂沒有相對(duì)水平位移，其變形受到約束，則在彈性中心處必有一水平拉力 ?Hg 由變形相容方程有： 39。2239。22 0??????lHlHgg???其中： ????? c osc os0 ??? ??? ssl EANdsdsdxl代入上式有： ?c osgHN ???Hg的計(jì)算 ?? ?? lgl g EA dxHEA dxHl 00 c osc os ??????? ???? ssss EA dsEA dsyEA dsNEI dsM ?? 22222239。22 c os??? s EIdsy2)1( ?其中 1yyy s ?????ssEIdsyEAds22c o s ??則： ???????????1c o s11 120gslgg HEIdsyEAdxHH???ssEIdsyEAdx21c o s???由 ?Hg在拱內(nèi)產(chǎn)生的彎矩、剪力和軸力 ????????s i n1)(1c o s11111gsggHQyyHMHN??????????橋規(guī)規(guī)定，下列情況可不考慮彈性壓縮的影響 5/14/13/1???lflflf,30 ml ?,20 ml ?,10 ml ?恒載作用下拱圈各截面的總內(nèi)力 ?不考慮壓力線與拱軸線偏離時(shí)（實(shí)腹式拱） 不考慮彈性壓縮恒載內(nèi)力 彈性壓縮產(chǎn)生的內(nèi)力 ?????????s i n1)(1c o s1c o s1111gsgggHQyyHMHHN?????????軸向力： 彎 矩： 剪 力： （ 1－ 2－ 56） ?考慮壓力線與拱軸線偏離時(shí)（空腹式拱） 不考慮彈性壓縮恒載內(nèi)力 彈性壓縮產(chǎn)生的內(nèi)力 計(jì)入偏離影響 ?????????????????s i ns i n)(1))((1c o s)(1c o sc o s221121212XXHQMyyXHMXHXHNgsggg??????????????＋軸向力： 彎 矩： 剪 力： （ 3－ 4－ 44） 其中： ??????????ssgssppIdsydsIyyHEIdsMEIdsMMX 22222222????pMyXXM ??? 21 ???第三節(jié) 活載作用下拱的內(nèi)力計(jì)算 橫向分布系數(shù) ?石拱橋、混凝土箱梁橋荷載橫向分布系數(shù) 假設(shè)荷載均勻分布于拱圈全部寬度上。對(duì)于矩形拱，如取單位拱圈寬度計(jì)算，則橫向分布系數(shù)為： BC??對(duì)于板箱拱，如取單個(gè)拱箱進(jìn)行計(jì)算，則橫向分布系數(shù)為： （ 1－ 2－ 58） nC?? （ 1－ 2－ 59） 式中： C? 車列數(shù) B? 拱圈寬度 n ? 拱箱個(gè)數(shù) ?肋拱橋荷載橫向分布系數(shù) 對(duì)雙肋拱橋（包括上、中、下承式），可以采用桿杠原理計(jì)算。對(duì)于多肋拱，拱上建筑一般為排架式，其荷載分布系數(shù)可按梁式橋計(jì)算。 內(nèi)力影響線 ?贅余力影響線 在求拱內(nèi)力影響線時(shí)，常采用如右圖所示的基本結(jié)構(gòu)，贅余力為 ，根據(jù)彈性中心的性質(zhì)，有： 321, XXX333333332222222211111111000????????????PPPPPPXXXXXX????????????其中： EIldkshEIldsEIMEIlfdkshc h kmfc h kmfEIldsEIMEIldkshEIldsEIMlslsls32202323332220222210222111111)1(111???????????????????????????????????????????????????式中： ??? ,11為系數(shù)，可查相應(yīng)的表格得到； ??? dldxds c os12c os ??????? kshtg 222 1111c os????)1(2?? mlkf?為了計(jì)算變位，在計(jì)算 MP時(shí)，可利用對(duì)稱性，將單位荷載分解為正對(duì)稱和反對(duì)稱兩組荷
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