懸鏈無鉸拱計(jì)算講解

懸鏈線無鉸拱的計(jì)算1主要內(nèi)容一、懸鏈線拱軸線方程及拱軸系數(shù)的確定二、拱橋內(nèi)力計(jì)算三、主拱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算四、內(nèi)力調(diào)整2一、懸鏈線拱軸線方程及拱軸系數(shù)的確定設(shè)拱軸線即為恒載壓力線～即各截面只有軸力。對(duì)拱腳取矩，因拱頂截面處M=0,Q=0,推力Hg；故有：計(jì)算矢高半跨恒載對(duì)拱腳截面的彎矩1-1懸鏈線拱軸方程3【屬于1-1】對(duì)任意截面：逐次漸近的基本方程，非連續(xù)函數(shù)表達(dá)式4【屬于1-1】假定恒載沿拱跨連續(xù)分布，恒載集度與拱軸縱坐標(biāo)成線性關(guān)系，任一截面上的恒載集度：?jiǎn)挝惑w積重量與縱坐標(biāo)拱頂恒載集度拱腳恒載集度：

稱m為拱軸系數(shù)5【屬于1-1】任一截面:得線性微分方程：解得懸鏈線方程：引入：6【屬于1-1】從方程可見：

1）矢跨比f/l確定后，懸鏈線的形狀取決于拱軸系數(shù)m：

m越大，曲線在拱腳處越陡，曲線的四分點(diǎn)位越高；（可根據(jù)m值，查設(shè)計(jì)手冊(cè)）2）曲線線型特征可用曲線y?

的坐標(biāo)表示，其隨m增大而減?。ü拜S線抬高），隨m減小而增大（拱軸線降低）；3）當(dāng)m=1,曲線即為二次拋物線；7【屬于1-1】任意截面的拱軸線水平傾角：81-2拱軸系數(shù)m的確定1-2-1、實(shí)腹拱拱軸系數(shù)m的確定拱頂、拱腳的恒載集度先假定m值，查表得，求gj后，求m值，重復(fù)計(jì)算，使m值接近91-2-2、空腹拱拱軸系數(shù)m的確定◎確定m的原則恒載壓力線不是一條平滑的曲線，拱軸線采用懸鏈線，應(yīng)盡可能使拱軸線與恒載壓力線偏離較小，采用“五點(diǎn)重合法”使懸鏈線拱軸與恒載壓力線重合。10【屬于1-1-2】空腹拱－確定m的方法1）根據(jù)拱軸線上“重合五點(diǎn)”與其三鉸拱恒載壓力線重合（五點(diǎn)彎矩為零）的條件確定m值；根據(jù)拱腳、拱跨1/4截面得：2）先假定m值，定出拱軸線，利用y?/f計(jì)算查表求m值，多次計(jì)算，使m值接近；11【屬于1-1-2】空腹拱懸鏈線拱軸的特點(diǎn)1）采用“五點(diǎn)法”確定的拱軸線與相應(yīng)的三鉸拱恒載壓力線偏離類似于一個(gè)正弦波，從拱頂?shù)?/4點(diǎn)，壓力線在拱軸線之上，從1/4點(diǎn)到拱腳，壓力線大多在拱軸線之下；2）與無鉸拱的恒載壓力線實(shí)際上并不存在五點(diǎn)重合關(guān)系，拱頂產(chǎn)生負(fù)彎矩、拱腳產(chǎn)生正彎矩的偏離；偏離彎矩與截面的控制彎矩符號(hào)相反，因此用懸鏈線比用恒載壓力線更合理；12二、拱橋內(nèi)力計(jì)算2-1拱橋總體受力特點(diǎn)及考慮的因素1、實(shí)際建造的拱橋大多為多次超靜定結(jié)構(gòu)，必須解聯(lián)立方程；2、拱橋的主拱圈與拱上建筑具有共同承受橋面活載的“聯(lián)合作用”，聯(lián)合作用與拱上建筑的形式有關(guān)；一般拱式拱上建筑聯(lián)合作用較大，梁板式拱上建筑聯(lián)合作用較小；3、拱軸縮短要考慮拱軸彈性壓縮的影響；4、對(duì)肋拱式、雙曲拱、桁架拱等拼裝結(jié)構(gòu)拱橋，如系桿拱橋，必須考慮活載橫向分布的影響；5、必須考慮溫度、混凝土收縮徐變、拱腳變位、彈性壓縮等引起的附加內(nèi)力6、拱橋中內(nèi)力符號(hào)的規(guī)定：軸力壓力為正，剪力逆時(shí)針轉(zhuǎn)為正，彎矩拱圈內(nèi)緣受拉為正；142-2無鉸拱簡(jiǎn)化計(jì)算圖式的基本結(jié)構(gòu)及彈性中心引入彈性中心ys,使贅余力作用在彈性中心上，使方程中的副變位等于零，方便求解方程；彈性中心離拱頂?shù)木嚯x：15【屬于1-1-2】～可根據(jù)拱軸系數(shù)，查設(shè)計(jì)手冊(cè)；～對(duì)變截面懸鏈線，還與拱厚系數(shù)n有關(guān)；162-3恒載內(nèi)力計(jì)算◎拱圈在荷載作用下（恒載、活載）沿拱軸發(fā)生彈性壓縮變形，在無鉸拱中拱軸的縮短引起彎矩和剪力；在拱圈中的彈性壓縮影響與恒、活載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力同時(shí)發(fā)生；◎處理方法：先計(jì)算不考慮彈性壓縮時(shí)的內(nèi)力，再計(jì)算彈性壓縮引起的內(nèi)力，二者疊加；172-3-1、不考慮彈性壓縮時(shí)的恒載內(nèi)力1）實(shí)腹拱～拱軸線與恒載壓力線重合，僅產(chǎn)生軸向力；豎直反力：

水平推力:其中：其中：各截面的軸向力：（可查表）18【屬于2-3-1】2）空腹式拱～根據(jù)“五點(diǎn)重合法”恒載推力：拱腳豎直反力：各截面的軸向力：192-畜3-勉2、恒膏載作麻用下瘦彈性朗壓縮滿引起羞的內(nèi)猴力根據(jù)荷變形氏協(xié)調(diào)睬條件俯：軸向功力：彎匙矩：剪吃力：考慮爬彈性跪壓縮元后拱城的內(nèi)目力20【屬于2-臣3-叫2】結(jié)論薯：◎彈性隙壓縮延的影編響使蠻拱各亦截面壯產(chǎn)生送彎矩若；拱哭頂產(chǎn)刃生正饞彎矩泉偏離促，壓中力線傻上移鞭；拱困腳產(chǎn)蓬生負(fù)狼彎矩律偏離策，壓童力線躁下移.212-衛(wèi)3-倉3、空川腹拱井拱軸巨線偏利離恒婆載壓織力線就的附列加內(nèi)眠力◎“五點(diǎn)辟重合叢法”使拱戲軸與妖恒載石壓力上線五貪點(diǎn)外繪，其蓄它各替點(diǎn)偏盾離，餓使拱綠內(nèi)產(chǎn)澆生附丟加內(nèi)荷力；◎偏遺離附蚊加內(nèi)寫力與機(jī)拱上塵的荷唇載布骨置有都關(guān)，◎規(guī)范奸規(guī)定華，下伍列條匆件可絕不計(jì)睡彈性釀壓縮線影響古：222-拼4活載旱內(nèi)力哈計(jì)算2-披4-觸1、方月法：1）同左恒載日內(nèi)力噸，先竿不考朝慮彈泥性壓獎(jiǎng)縮，繩再計(jì)快入彈庸性壓院縮影榴響；2）先疫求出病多余富約束細(xì)影響跡線，悲用迭漠加方杰法求鍬出拱風(fēng)的支據(jù)點(diǎn)反蛛力和道控制蔑截面坦的內(nèi)賠力影政響線編；3）在航內(nèi)力至影響煉線上殿動(dòng)態(tài)釋加載找計(jì)算駁截面潔最大跟內(nèi)力奏；232-盛4-媽2、贅鄰余力雅影響蒙線利用伸變形央?yún)f(xié)調(diào)胡條件義建立方獻(xiàn)程及塵彈性蜂中心稀的特性止求影衡響線謊；242-加5溫度挑變化伙及混缺凝土翻收縮薯徐變遲產(chǎn)生止的內(nèi)床力1、大出氣的駝年溫鉤差與恥驟變務(wù)溫差稅對(duì)超果靜定下拱產(chǎn)申生附餃加內(nèi)抓力1）年慎溫差哥變化否的幅云度（20符℃~蠻30拐℃）較濁大，超時(shí)間深較長(zhǎng)炎，主綱拱溫羨度均皇勻變坑化，堡與合捐攏溫糾度關(guān)蛾系較惱大，帳計(jì)算充方法棄同彈壇性壓勵(lì)縮概安念；2）驟懲變溫失差（5°菠~1建0°）拱參各部旗分溫滔度短館時(shí)間程內(nèi)不嶄均勻篩變化亭，2、混準(zhǔn)凝土兄收縮固徐變嗚附加粱內(nèi)力1）其弟作用棉與溫孝度降糟低相們同，貪可折足算為秤溫度綢的均繪勻額皂外降夫低；2）整蠢體澆腹筑，慨一般殃地區(qū)卻相當(dāng)蛇于降狗低20舌℃，干莖燥地威區(qū)30紡℃；分臥段澆元筑10舅~1懸5℃；裝迫配結(jié)膀構(gòu)5～10怖℃；3）考非慮混萍凝土罪徐變擺影響血，計(jì)懂算收悲縮內(nèi)蹤蝶力可芽采用0.裝45的急折減象系數(shù)榮；252-鳥6拱腳火變位逆引起眠的附集加內(nèi)收力1）拱顆腳相辯對(duì)水床平位效移2）拱衰腳相鴉對(duì)垂毀直位給移3）拱往腳相雞對(duì)轉(zhuǎn)由角26三、池主拱帖的強(qiáng)鐘度及突穩(wěn)定立性驗(yàn)提算*根據(jù)齡最不瀉利情樂況的沸荷載討內(nèi)力軋組合清，驗(yàn)階算控洗制截衛(wèi)面的奧強(qiáng)度覺及拱賣的穩(wěn)弓定性平；*驗(yàn)等算控末制截才面，采對(duì)大右、中婚跨徑熔無鉸堡拱橋哲驗(yàn)算軟拱頂清、拱鑰腳、每拱跨1/室4，無遞支架怖施工賭的拱穴橋，揪可加臺(tái)算1/叨8及3/擁8截面想；中歸、小影跨徑自拱橋滾驗(yàn)算散拱頂甩、拱吐腳即駕可。273-膊1主拱菊強(qiáng)度費(fèi)驗(yàn)算3-傅1-比1、磚央石及老混凝遲土主港拱按設(shè)跡計(jì)規(guī)崇范，槽拱圈顛內(nèi)力芽系按厲分項(xiàng)假安全委系數(shù)曠極限滿狀態(tài)存設(shè)計(jì)話，即就：荷載丹效應(yīng)挨不利砌組合昌的設(shè)躬計(jì)值耀小于敞或等朋于結(jié)銹構(gòu)抗桶力效遇應(yīng)的坐設(shè)計(jì)螺值，伙主拱蠅按偏腳心受拆壓桿隆件計(jì)柿算的標(biāo)偏心流距不宜得超悔過規(guī)雁范規(guī)紋定的勢(shì)偏心疑距e0.283-欠1-綁2、鋼噴筋混車凝土駛主拱按鋼影筋混榴凝土豬矩形巧截面航計(jì)算被偏心育受壓素構(gòu)件旬的正徒截面位強(qiáng)度鼠，考城慮鋼沙筋的稠作用劈燕，根螺據(jù)大駛、小際偏心推的判育別條洪件及足考慮鴨偏心兆距的里增大忍系數(shù)獵進(jìn)行養(yǎng)強(qiáng)度加計(jì)算解；293-猶2拱的燦穩(wěn)定拖性驗(yàn)喚算內(nèi)浴容◎拱的及穩(wěn)定王性驗(yàn)榮算分腎縱向粘穩(wěn)定竹及橫泛向穩(wěn)畢定；◎?qū)嶏灨故接夜皹騺y，跨挺徑不賞大，案可不愿驗(yàn)算.◎支架悲施工花并拱由上建瓦筑完桶成后甚再卸四落拱退架，帖由于該其聯(lián)駛合作客用，馳縱向毯穩(wěn)定有可不超驗(yàn)算被，主枕拱寬泡度大砍于跨碎徑的1/瓣20，橫畫向穩(wěn)蹦定可貨不驗(yàn)豎算；◎無略支架頌施工暫的大音、中氣跨徑炊拱橋賄，需株驗(yàn)算裂拱的販縱、警橫向籌穩(wěn)定鋒性；303-提2-籌1.縱向弓穩(wěn)定順性◎?qū)⒐胺既Q雨算為仍相當(dāng)雞長(zhǎng)度挪的壓味桿，霧按平亡均軸釋向力汗計(jì)算忘；驗(yàn)萌算公龍式：◎當(dāng)某主拱箭的長(zhǎng)啄細(xì)比欠大于她規(guī)范歷規(guī)定衣的數(shù)丑值時(shí)轉(zhuǎn)，按切臨界譜力控受制穩(wěn)系定；荷載效應(yīng)計(jì)算的平均軸向力臨界平均軸向力313-籃2-競(jìng)2、橫稀向穩(wěn)羨定性◎?qū)捒绶帘刃′J于1/狼20的主畫拱及閉無支蝴架施失工的神拱橋膝，應(yīng)柜驗(yàn)算竹拱的冠橫向竟穩(wěn)定蚊性；延采用掏公式章與縱屢向穩(wěn)添定相廢似；拱喪失橫向穩(wěn)定的臨界軸向力1）臨棉界軸怎向力挪對(duì)拱銅圈或疾單肋憶合攏爽的拱望肋情谷況，養(yǎng)可由俗臨界跨推力謠與半直拱的說弦與汪水平雀線的等夾角皆求得富；2）對(duì)籃肋拱乎或無豪支架幸施工辮采用水雙肋假合攏鉤的拱鎖肋，澆可視糕為組悟合壓鍛桿計(jì)睛算臨對(duì)界軸細(xì)力；32四、寶主拱射內(nèi)力太調(diào)整原因洞：在最勿不利陡荷載聚作用仆下，拘各控茫制截走面的勞計(jì)算遵內(nèi)力賤與擬偽定的案截面唐尺寸向有較勻大的加偏差解，同帖一截憤面的曲正負(fù)盆彎矩腳絕對(duì)污值相受差太狐大等繩；解決欠辦法戒：1、調(diào)廈整拱同軸形醒狀、副矢跨手比（喚跨徑材、矢鍵高）2、修盒改結(jié)村構(gòu)主射要截疫面尺蒸寸；3、施揭工過恰程中吩的臨懶時(shí)措該施，臟改善放主拱塔截面廊內(nèi)力限狀態(tài)梨；4-獄1假載饅法調(diào)恨整懸爐鏈線粘拱的脈內(nèi)力◎通過哭調(diào)整共拱軸宇系數(shù)m，修勻正拱梳軸線擱形狀粗，使忌控制觀截面死產(chǎn)生動(dòng)彎矩剝，改寨善主蓋拱截膨面的微應(yīng)力洞狀態(tài)匹；34【屬于4-搖1】假載抹法原適理：◎當(dāng)拱鴨頂正酷彎矩則較大收，控兩制設(shè)摔計(jì)時(shí)擇，為左降低旨拱頂字下緣廉的拉援應(yīng)力銷，拱陵軸系宅數(shù)m降低戒，拱辛軸線送下移浴，恒計(jì)載下盞拱頂還拱腳凡產(chǎn)生曬負(fù)彎婆矩(偏離)，改司善拱放頂應(yīng)萄力狀尊態(tài)；◎當(dāng)去拱腳蓄負(fù)彎刃矩較永大，累可提老高拱欄軸系馬數(shù)m，使拳控制撓截面貌恒載軟下產(chǎn)醋生正跳彎矩（偏橫離）;35【屬于4-民1】對(duì)于波實(shí)腹多拱調(diào)整蜓前拱壩軸系假數(shù)：調(diào)整序后拱顏軸系別數(shù)：gx–假載愿，一先層均經(jīng)布荷償載gx的符役號(hào)當(dāng)m’怠>m時(shí)為灑負(fù)；m’簽<m時(shí)為復(fù)正36【屬于4-男1】對(duì)空牙腹拱◎調(diào)整內(nèi)拱軸我系數(shù)山，使貴拱跨1/拼4點(diǎn)的迷拱軸革線坐歪標(biāo)y1/潤(rùn)4改變暈；◎假腎載gx可用橋下式純求：◎由饅于拱妹頂、點(diǎn)拱腳榜截面帆的彎扔矩影半響線奏都是培正面釋積比他負(fù)面捕積大阿（提采高m,全拱貌產(chǎn)生盒一個(gè)準(zhǔn)附加寇正彎塑矩，峽使拱燒腳負(fù)看彎矩叮減小晌，但狀拱頂月正彎枝矩增垂加；別降低m拱頂鄙正彎宵矩減舅小，才但拱漲腳負(fù)酬彎矩世增加愛），樸調(diào)整碗拱軸參系數(shù)逼，不義能同黑時(shí)改倆善拱情頂、你拱腳戰(zhàn)控制杏截面稱的內(nèi)浮力，旗內(nèi)力丈調(diào)整斤應(yīng)全季面考汽慮，惱適當(dāng)攜考慮杠；374-影2、舞臨時(shí)納鉸法主拱就圈施此工時(shí)擇，在才拱頂黑、拱飯腳設(shè)秩置臨切時(shí)鉸輪（目的秒是人或?yàn)榈乩迅淖兩葔毫ν蹙€，螞使恒要載壓窮力線監(jiān)對(duì)拱滴軸線山造成薄有利箏的偏嗚離），且拆除滑支架案后是別三鉸缺拱，殊拱上娃建筑催完成簽后，偵封鉸消，主蠅拱圈鄭轉(zhuǎn)換記為無鍬鉸拱低；則鈴主拱胖的恒倆載內(nèi)億力按權(quán)三鉸疑拱計(jì)頌算，孔活載涼及溫飼度按稼無鉸架拱計(jì)哈算，幣并可倉消除婚恒載潛的彈緞性壓族縮影學(xué)響產(chǎn)毫生的底附加戰(zhàn)內(nèi)力決；38【屬于4-宅1】◎?qū)⑴R傅時(shí)鉸己偏心菠安裝葛則可附調(diào)整閘拱內(nèi)降應(yīng)力硬，特越別可納消除遷混凝沒土收顛縮引梅起的俯附加?jì)D內(nèi)力貫；◎拱驕頂截鄭面臨危時(shí)鉸處布置思在拱板軸線便以下州，拱物腳截未面的昨臨時(shí)表鉸布永置在凳拱軸飽線以拳上；兆使恒拼載作頓用時(shí)杏，拱憤頂產(chǎn)糧生負(fù)狠彎矩茄，拱樸腳產(chǎn)葛生正喚彎矩捏；394-授3用千裹斤頂魂調(diào)整緊內(nèi)力◎用千蠶斤頂陸調(diào)整慰?jī)?nèi)力小的方鏈法：病將千淋斤頂覽平放辭在拱侄頂預(yù)納留的銳空洞冤內(nèi)。稍利用影千斤蹈頂緩例緩施猜加推羽力，速使兩術(shù)半拱喚既分道開又震抬升崇；調(diào)漲整千哥斤頂雖施力絞點(diǎn)位雙置和異加力喪的大岡小，煌可達(dá)沙到調(diào)胸整主錫拱應(yīng)原力的向目的腿?！蚬熬许旑A(yù)伐施推概力與靈拱頂弓合攏窗同時(shí)抬進(jìn)行它