文档介绍：1、纵向稳定验算
N
对于长细比不大,且f/,其纵向稳定性验算一般可以表达为强度校核的形式,即将拱圈(肋)换算为相当长度的压杆,按平均轴向力计算,以强度效核控制稳定,对砖、石及混凝土主拱圈(拱肋),其验算公式为:
式中:Nj为按式(1-2-124)左边计算的平均轴力,其中荷载在
结构上产生的效应可采用在计算荷载下的评均轴向力,即:
其中
f
对砖、石及混凝土主拱圈
自重产生轴力
汽车产生轴力
为受压构件的纵向弯曲系数,中心受压构件的纵向弯曲系数按公路桥
梁设计规范的有关规定采用,主拱为偏心受压构件时,按下式计算
式中:为与砌体砂浆有关的系数,对于5号、、1号砂浆, 分
、、;对混凝土
对矩形截面
非矩形截面
拱稳定计算长度(换算为直杆的长度)
= 无铰拱
= 双铰拱
= 三无铰拱
矩形截面偏心受压构件在弯曲平面内的高度;
弯曲平面内的回转半径。
钢筋混凝土主拱圈
当主拱(换算为直杆)的长细比较大时,可按临界力控制稳定,其检算公式为:
式中:K1为纵向稳定安全系数:
拱纵向失稳时的平均临界轴力,可根据临界水平推力HL计算;
其中:E为主拱的弹性模量
Ix为主拱截面对水平主轴的惯性矩
l为拱的计算跨度
k1为临界推力系数,与拱的支承条件及失跨比等有关,可参照
表1-2-8选用
注:考虑拱上建筑与主拱共同作用时,可将k1增大倍;
以上计算没有考虑拱轴在荷载作用下变形的影响
2、横向稳定性检算
宽跨度比小于1/20的拱桥、肋拱桥、特大跨拱桥以及无支架施工的拱圈均存在横向稳定问体,设计时必须检算,检算公式如下:
式中:K2为纵向稳定安全系数:
拱横向失稳时的平均临界轴力;
对于板拱或采用单肋合龙时的拱肋,可以近似地用矩形等截面抛
物线双铰拱在均步竖向荷载作用下的横向稳定公式来计算临界力
其中: Iy为主拱截面对竖直轴的惯性矩
k2为临界推力系数,与拱的支承条件及失跨比等有关,可参照
表1-2-9选用
对于具有横向连接系的肋拱桥,其横向稳定计算非常复杂,一般采用电算程序计算
3、刚度验算
(三)动力性能验算
五、施工阶段的主拱计算
主拱的受力在不同的施工阶段是不同的,且与成桥后的主拱受力情况相差较大,必须验算施工阶段主拱的强度和稳定性。
(一)缆索吊装施工阶段的主拱验算
1、拱肋(箱)脱模吊运过程中的验算
将预制拱肋(箱)顶起脱离底板模板时,应进行脱模验算
可近似不考虑拱肋曲率,按直线梁计算,支点位置由千斤顶或吊机的吊点确定
荷载
拱肋(箱)自重力
拱肋(箱)与底板与模板的粘着力,
拱肋超重
拱肋吊运过程(从预制场至悬挂位置)验算
荷载
拱肋(箱)自重力
拱肋超重
吊点一般与脱模支点相同
吊运时,一般采用两个支点,如拱肋上下对称配筋,其吊点位置一般设值在离各段拱肋(箱) ~ 处,并应位于拱肋(箱)弯曲平面形心轴以上,以防止拱段吊运中侧翻。
为保证吊点位于拱肋(箱)弯曲平面形心轴以上,对于园弧拱,要求各段拱肋的吊环离中心线的距离满足下式:
对于悬链线,每段可近似按园弧考虑
2、拱肋悬挂内力计算
以分三段吊装并用一根扣索悬挂边跨拱肋为例介绍,对于采用多段施工的拱桥,计算原理基本相同。
(1)边段拱肋悬挂时扣索的计算
扣索拉力T1、拱脚的水平反力H1和拱脚的竖向反力V1,可按下式计算
由
则
拱肋自重
为扣索与水平线的夹角, 由于扣索的拉力随的减小而增大,因此