拱桥(6)

重庆交通学院桥梁系孙淑红2、用临时铰调整内力拱圈施工时，在拱顶、拱脚用铅垫板做成临时铰，拆除拱架后，由于临时铰的存在，拱圈成为静定的三铰拱，待拱上建筑完成后，再用高标号水泥沙浆封固，成为无铰拱。由于拱在恒载作用下是静定的三铰拱，拱的恒载弹性压缩以及封铰前已发生的墩台变位均不产生附加内力，从而减小拱中弯矩。如将临时铰偏心布置，还可以进一部消除日后由混凝土收缩产生的内力。设混凝土收缩在拱顶上引起正弯矩，在拱脚引起负弯矩，为了消除此项弯矩，可将临时铰偏心布置（如下图）。重庆交通学院桥梁系孙淑红国外大跨度钢筋混凝土拱桥，大多数采用千斤顶调整内力。即在砌筑拱上建筑之前，在拱顶预留接头处设置上下两排千斤顶，形成偏心力，使拱顶产生负弯矩，拱脚产生正弯矩，达到消除弹性压缩、收缩徐变产生的内力。3、改变拱轴线调整内力在空腹式拱中，由于悬链线与压力线之间的偏离，可以不同程度的减小拱顶、拱脚的过大弯矩。根据这个道理，可在恒载压力线的基础上，根据桥的实际需要叠加一个正弦波的调整曲线作为拱轴线，采用逐次渐进法调整，使恒载、弹性压缩和混凝土收缩等固定因素作用下，拱顶、拱脚两截面的总弯矩趋近于零。要达到以上目的，要求调整的拱轴线通过,并使拱轴线与压力线具有相同的弹性中心。根据弹性中心的定义有：'o重庆交通学院桥梁系孙淑红sssEIydsEIydsdsEIyy0)(0sEIyds0则：而由于拱轴线偏离压力线在弹性中心产生的赘余力为：ssgEIdsyEIydsyHXX2210重庆交通学院桥梁系孙淑红（五）利用有限元法进行拱桥计算有限元程序专门程序大型通用程序SuperSAPADINANASTRANASYS1、概述发展2、单元划分重庆交通学院桥梁系孙淑红重庆交通学院桥梁系孙淑红重庆交通学院桥梁系孙淑红（六）拱上建筑的计算拱上建筑与拱分开各自独立计算拱上建筑与主拱联合作用计算对主拱圈作用偏于安全对拱上建筑偏于不安全必须考虑施工程序一般采用程序计算，这里，仅介绍简化方法1、拱上建筑与拱分开计算适用条件：拱上建筑刚度较小，腹孔部分用横断缝与拱断开，且腹孔墩顶底均为铰接重庆交通学院桥梁系孙淑红拱式拱上建筑，可视为刚性支承在主拱上的多跨连续拱连续梁板式拱上建筑，行车道梁可视为在刚性支承上的连续梁，并可近似简化为三跨连续梁计算。横向墙式刚架,墙或刚架支柱顶部除考虑桥面传递的轴力外，还应考虑桥面传递的弯矩McbccbcIIhIkMkM/)3012.0(0重庆交通学院桥梁系孙淑红为刚架时，还应考虑横向荷载计算2、拱上建筑与主拱联合作用计算活载计算图示1）拱式拱上建筑与主拱联合作用的简化计算附加力计算图示（裸拱考虑）恒载内力计算图示（裸拱考虑）重庆交通学院桥梁系孙淑红2）梁板式拱上建筑与主拱联合作用主拱活载近似计算njCm35.01129.0)1/(268.0114/nml拱上建筑活载近似计算附加力计算重庆交通学院桥梁系孙淑红四、主拱检算检算控制截面强度刚度稳定（一）拱圈强度检算(介绍“公路砖石及混凝土桥涵设计规范”〕),()(10kmjdssdRRQS式中：Sd:荷载效应函数Q:荷载在结构上产生的效应0s:结构的重要性系数，按下列要求取值l50m=1.0050ml100m=1.03l100m=1.500s0s0s（1－2－124）重庆交通学院桥梁系孙淑红1s荷载安全系数，对自重，当其产生的效应与汽车产生的效应同号时，＝1.2；异号时＝0.9；对于其它荷载＝1.41s1s1s荷载组合系数，对组合I，＝1.0；对组合II、III、IV，＝0.8；对组合V，=0.77Rd:结构抗力效应函数；Rj:材料或砌体的极限强度；m:材料或砌体的安全系数；k:结构的几何尺寸；1、正截面小偏心受压（小于容许偏心矩）容许偏心矩荷载组合结构名称容许偏心矩组合I中小跨径拱圈其它结构0.6y0.5y组合I、II、II、IV中下跨径拱圈其它结构0.7y0.6y组合V0.7y0e重庆交通学院桥梁系孙淑红表中y为截面或换算截面重心至偏心方向边缘的距离。“桥规”还规定：当混凝土截面受拉边设有不小于0.05％的纵向筋时，表中的数值可增加0.1y；当截面配筋达到下表要求的数值时，偏心矩可不受限制，但应按钢筋混凝土截面设计。正截面受压强度检算mjajARN/式中：Nj按式（1－2－124）左边计算出的主拱圈轴力效应,对荷载组合I，如自重与汽车产生的轴力同号，有：)4.12.1(0hdsjNNN＝自重产生轴力汽车产生轴力A构件的截面面积，对于组合截面可按强度换算，22110AAAA重庆交通学院桥梁系孙淑红222,,mjaRA标准层jajajajaRRRR022011jaR111,,mjaRA000,,mjaRA材料的抗压极限强度，对组合截面为标准层的极限强度m材料的安全系数，对组合截面：210221100AAAAAAmmmmmmm轴力偏心影响系数200)(1)(1wmree重庆交通学院桥梁系孙淑红2、正截面大偏心受压如截面截面配筋达到下表要求的数值时，应按钢筋混凝土截面设计混凝土标号钢筋种类2025～4050～60I级钢筋0.150.20.25II、III级和5号钢筋0.100.150.20纵向钢筋最小配筋率（％）当偏心矩大于容许偏心时，为了避免截面发生开裂，正截面强度由材料抗拉强度控制，可按下式检算截面尺寸：0emjwljWAeARN)1(0式中：jwlR为材料受拉边缘的弯曲抗拉强度W为截面受拉边缘的弹性抵抗矩重庆交通学院桥梁系孙淑红3、抗剪计算正截面抗剪可按下式计算：jmjjjNRAQ式中：Qj按式（1－2－124〕左边计算的剪力A为受剪面积；为截面的抗剪极限强度；为摩阻系数，对实心砖砌体，＝0.7jjR