橋梁工程 第3篇 混凝土拱橋新ppt課件

1、石拱石拱木拱木拱鑄鐵拱鑄鐵拱鋼拱鋼拱鋼砼拱鋼砼拱拱腳截面形心之拱腳截面形心之連線的垂距連線的垂距矢跨比矢跨比D 或或 D0又稱矢度，計(jì)算又稱矢度，計(jì)算矢高與計(jì)算跨徑之矢高與計(jì)算跨徑之比比D=f/l或凈矢或凈矢高與凈跨徑之比高與凈跨徑之比D0=f0 / l0矩，減輕了構(gòu)造自重，多用于大、中跨徑的拱矩，減輕了構(gòu)造自重，多用于大、中跨徑的拱橋。橋。好，但施工制造較復(fù)雜。適用于大跨徑拱橋。好，但施工制造較復(fù)雜。適用于大跨徑拱橋。大跨徑大跨徑已達(dá)已達(dá)420m420m重慶萬縣長(zhǎng)江大橋。重慶萬縣長(zhǎng)江大橋。尼爾森拱采用斜吊桿尼爾森拱采用斜吊桿時(shí)時(shí)上緣與橋面縱向平行，下緣為拱形的構(gòu)造上緣與橋面縱向平行，下緣為拱

2、形的構(gòu)造橋面高程橋面高程拱頂填料厚度拱頂填料厚度主拱圈厚度主拱圈厚度 由沖刷深度、地基由沖刷深度、地基承載力等要素確定承載力等要素確定由矢跨比要求確定由矢跨比要求確定由兩岸線路縱斷面控制由兩岸線路縱斷面控制處置根據(jù)：程度推力大小與矢跨比成反比處置根據(jù)：程度推力大小與矢跨比成反比計(jì)算方法簡(jiǎn)便，易為消費(fèi)人員掌計(jì)算方法簡(jiǎn)便，易為消費(fèi)人員掌握；握；線型美觀，便于施工。線型美觀，便于施工。cos11dnII I 拱圈恣意截面慣性矩；拱圈恣意截面慣性矩； Id 拱頂截面慣性矩；拱頂截面慣性矩； n 拱厚變換系數(shù)：空腹式拱拱厚變換系數(shù)：空腹式拱 n=0.30.5， 實(shí)腹實(shí)腹式拱式拱 n=0.40.6，鋼砼拱

3、，鋼砼拱n=0.50.8；矢跨比；矢跨比D較小時(shí)，較小時(shí)， n 取較小值，反之取較大值；取較小值，反之取較大值； 橫坐標(biāo)參數(shù)，橫坐標(biāo)參數(shù)， = 2x / l； 恣意截面處拱軸線的程度傾角。恣意截面處拱軸線的程度傾角。30lkd d 主拱圈厚度主拱圈厚度cm； l0 主拱圈凈跨徑主拱圈凈跨徑cm； 系數(shù)，普通取系數(shù)，普通取4.56.0； k 荷載系數(shù)，普通取荷載系數(shù)，普通取1.01.2。2001lkd1 系數(shù)，普通取系數(shù)，普通取0.0160.02。kblad0 d 主拱圈肋厚度主拱圈肋厚度 cm；a、b 系數(shù)，系數(shù)， a、b、k 的的 關(guān)系見下表。關(guān)系見下表。成橋形狀成橋形狀受力分析受力分析強(qiáng)度

4、、剛度強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定驗(yàn)算和穩(wěn)定驗(yàn)算施工階段構(gòu)造施工階段構(gòu)造受力分析驗(yàn)算受力分析驗(yàn)算lflflRRyyx/412021212cos1sin1RyRx2214xlfy Mj 半拱構(gòu)造自重對(duì)拱腳截面的彎矩；半拱構(gòu)造自重對(duì)拱腳截面的彎矩； Hg拱的構(gòu)造自重程度推力不思索彈性緊拱的構(gòu)造自重程度推力不思索彈性緊縮；縮； f 拱的計(jì)算矢高。拱的計(jì)算矢高。fMHjg自重壓力線的特點(diǎn)自重壓力線的特點(diǎn)構(gòu)造對(duì)稱性構(gòu)造對(duì)稱性gx1HMy Mx 恣意截面以右的恒載對(duì)該截面的彎矩；恣意截面以右的恒載對(duì)該截面的彎矩；gx2x2g212dd1ddHgxMHxy gd 拱頂處構(gòu)造自重集度；拱頂處構(gòu)造自重集度；0 拱上資料的平

5、均重度。拱上資料的平均重度。djggm gj 拱腳處構(gòu)造自重集度。拱腳處構(gòu)造自重集度。10dxyggd0djmgfggfgmd01fymgg1dx11fymHgly1gd2121211dd1gd212mfHglk12gd21212ddykHgly1ch11kmfy1lnch21mmmk-gd21212ddHgly212gd21121CCHglyg221d2gd2112121HlgHgly22gj1fHMy2214xlfy dhgd1dj2d1jcosdhhgj2cos2ddfh hd 拱頂填料厚度，普通為拱頂填料厚度，普通為3050cm； d 拱圈厚度；拱圈厚度； 拱圈重度；拱圈重度； 1拱頂

6、填料及路面的平均重度；拱頂填料及路面的平均重度； 2拱腹填料的平均重度；拱腹填料的平均重度； j 拱腳處拱軸線的程度傾角。拱腳處拱軸線的程度傾角。kmfkysh1dd1kkmlfklylyxyshsh) 1(2dd2ddddtan1111) 1(2mlfkkshtanj12ch114/kmfyl2121ch2chmkk212111214/mmmfylm1.0001.1671.3471.5431.7561.988yl/4 /f0.2500.2450.2400.2350.2300.225m2.2402.5142.8143.1423.5003.893yl/4 /f0.2200.2150.2100.2

7、050.2000.195fMHjg4/4/g4/4/g0llllyMHMyH Mj 半拱構(gòu)造自重對(duì)拱腳截面的彎矩；半拱構(gòu)造自重對(duì)拱腳截面的彎矩；Ml/4 拱頂至拱跨拱頂至拱跨l/4點(diǎn)區(qū)域的自重對(duì)點(diǎn)區(qū)域的自重對(duì)l/4點(diǎn)截面點(diǎn)截面 的彎矩的彎矩Mj 、Ml/4可查表?？刹楸?。j4/4/MMfyllfyl/4122124l/yfmssgssps21sp111p11ddddddIssIyHIssIMEIsMEIsMMXyHMMgp1100d1sXsIyy即即積分積分故沿全拱故沿全拱有正有負(fù)有正有負(fù)因因，s2sgs22sp222p22ddddIsysIyyHEIsMEIsMMX恒為正恒為正由計(jì)算由計(jì)算2

8、X，yHMyMgp2P21MyXXMy 以彈性中心為原點(diǎn)向上為正的縱坐標(biāo)。以彈性中心為原點(diǎn)向上為正的縱坐標(biāo)。ys 彈性中心到拱頂?shù)拈g隔。彈性中心到拱頂?shù)拈g隔。 拱頂、拱腳截面重合點(diǎn)Mp=0，那么00312. 0202. 2514. 2半級(jí)mm自重對(duì)各截面自重對(duì)各截面引起的總彎矩引起的總彎矩mkN1047080.52354480250 . 5mkN252500.12625480250 . 522j224/，MMlmkN15970810470855000mkN3525025250100002j1jj24/14/4/，MMMMMMlll202. 2123525015970821224212 1 1l

9、/MjMm）（137. 0038. 0202. 2240. 2 半半級(jí)級(jí)mmkN2750250500210001j，PkN4 .82684 .551827502j1jj，PPPkN4 .551855184. 080250 . 52j表表值值lAP，.6kN296114 .82688 .9981kN4 .82689981.8kN16159708222g2ggjgjgVHNPVfMH拱腳的最終自重總彎矩拱腳的最終自重總彎矩1gd212mfHglk222g1ln4141mmmkmkflgkflgkmH2dg2d2g41101x0 xgdd1lgxgVllgklgmmmklgVdgd2210dg1ln

10、21dch212ln122gmmmkcosgHN k22sh11cos為為常常數(shù)數(shù)沿沿全全拱拱2g2gVHN1 1- -3 3- -3 3見見例例題題）（）（）（任意截面軸力任意截面軸力半拱結(jié)構(gòu)自重半拱結(jié)構(gòu)自重自重水平推力自重水平推力cosgjgjgHNPVfMHcossin22gs121XNXQyHyyXXM22220lSlSss0cosdcosddEAsNsxllsgsgcosdcosdEAxHEAxHls2ss22ss222222d1dcosdddsEIysEAsEIysEANsEIMs2s2ddcossEIysEA1dcosd111gs20gHEIsyEAxHSls201dcosdEI

11、syEAxl素。計(jì)入偏離影響后，構(gòu)造自重總內(nèi)力為：素。計(jì)入偏離影響后，構(gòu)造自重總內(nèi)力為：sin11cos1cosg11sg1g1gHQyyHMHHN剪力剪力彎矩彎矩軸向力軸向力sinsin11cos1coscos22g11s2g12g12gXXHQMyyXHMXHXHN剪剪力力彎彎矩矩軸軸向向力力 c 車列數(shù)；車列數(shù)； B 主拱圈寬度；主拱圈寬度； n 主拱圈的拱箱個(gè)數(shù)。主拱圈的拱箱個(gè)數(shù)。Bcm 截截面面矩矩形形ncm 箱箱板板再用疊加的方法得到主拱圈各截面內(nèi)力影再用疊加的方法得到主拱圈各截面內(nèi)力影響線；響線；然后按最不利情況布載，編制出等代荷載然后按最不利情況布載，編制出等代荷載懸鏈線懸鏈線

12、無鉸拱影響線等代荷載可查相關(guān)資料。無鉸拱影響線等代荷載可查相關(guān)資料。iiipiipiii321i0XX），（iiipiipiii0XX333p3X)22(3llM，)2(221)2(221plxllxxlllxM，cosd 2d2/02s2333lEIsEIM2/2/sp3p3cosd 221cosd 221dlxxlEIllxEIllxsEIMMb bc cd dc c論。論。M0 簡(jiǎn)支梁彎矩。簡(jiǎn)支梁彎矩。1310XxXyHMM110dXyHMMcos/sincos1jj11HNVHNHN：其其它它截截面面拱拱腳腳拱拱頂頂軸軸力力一一般般不不必必計(jì)計(jì)算算一一般般不不必必計(jì)計(jì)算算：其其它它截截

13、面面拱拱腳腳拱拱頂頂jj1cossinVHQ剪剪力力V0 相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的支座反力。相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的支座反力。 將將V0 與與X3兩條影響線疊加可得拱腳豎向反力兩條影響線疊加可得拱腳豎向反力V 的的影響線如圖。顯然，其面積為影響線如圖。顯然，其面積為V =l/2。由下式由下式計(jì)算：計(jì)算：30XVVkkkPqmS 多車道橫向折減系數(shù)；多車道橫向折減系數(shù)； m 相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的支座反力；相應(yīng)簡(jiǎn)支梁的支座反力； 荷載橫向分布系數(shù)；荷載橫向分布系數(shù)；k 與與相應(yīng)影響線的一個(gè)最大影響線峰值；相應(yīng)影響線的一個(gè)最大影響線峰值；qk、Pk分別為公路車道荷載均布荷載規(guī)范值和分別為公路車道荷載均布荷載規(guī)范值和集集 中荷載規(guī)范值。中荷載規(guī)范值。 JTG D62規(guī)定，計(jì)算由車道荷載引規(guī)定，計(jì)算由車道荷載引起的拱截面正彎矩時(shí)，拱頂、拱跨起的拱截面正彎矩時(shí)，拱頂、拱跨1/4處應(yīng)乘以折減處應(yīng)乘以折減系數(shù)系數(shù)0.7，拱腳應(yīng)乘以，拱腳應(yīng)乘以0.9，中間各個(gè)截面的正彎矩折，中間各個(gè)截面的正彎矩折減系數(shù)，可用直線插入法確定。減系數(shù)，可用直線插入法確定。入入汽汽車車沖沖擊擊作作用用應(yīng)應(yīng)計(jì)計(jì) ，若若拱拱頂頂填填料料厚厚度度500mm 22s22cosdEAsNlHcoscossin11HQHNlEAxHEAsNlcosdcosd1s1d1cosd11s2122