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1、1混凝土拱桥拱桥计算（3）桥梁工程（下）桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱圈内力调整无铰拱桥在最不利荷载组合后，常出现拱脚负 弯矩和拱顶正弯矩过大的情况为了减小拱脚、拱顶的不利弯矩，可从设计或 施工方面采取一些措施预先调整拱圈恒载（结 构重力）引起的内力拱桥计算简单体系拱桥计算LGPTJ2桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱圈内力调整假载法当拱顶和拱脚两个截面中一个弯矩很大而另一 弯矩较小时，可采用假载法进行调整假载法微量调整拱轴线，使拱轴线与压力 线偏离，产生有利于拱顶或拱脚截面受力的效 应拱桥计算简单体系拱桥计算桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版
2、拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法拱脚负弯矩过大时，可适当提高 m 值，使拱轴线与压力线发生偏 离，拱顶与拱脚都产生附加正弯 矩，从而减小拱脚的负弯矩反之，则可通过降低 m值，使拱 顶、拱脚都产生附加负弯矩，从 而改善拱顶截面的受力LGPTJ3桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_实腹式拱设调整前的拱轴系数 为m，调整 后的拱轴系数为 m，由图可表示为桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_实腹式拱是微量调整拱轴线 时相当减去或增加的 均布荷载，称为假载LGPTJ4桥梁工程（下）_
3、LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_实腹式拱拱轴线微调对恒载（结 构重力）的影响可忽略 不计，但因悬链线拱的 拱轴系数与恒载（结构 重力）存在特殊关系， 引出了所谓假载的概念桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_实腹式拱因减去的假载是实 际恒载（结构重力）的 一部分，故拱的实际内 力为按 m （mm）算 出的内力再加上所 产生的内力，即结构重 力不变LGPTJ5桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_实腹式拱增加的假载也是不 存在的，结构重力仍没 改
4、变，故拱的内力为按 m（m m时取负， mm时取正LGPTJ7桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_空腹式拱在恒载（结构重力）和假载共同作用下， 不计弹性压缩的推力按下式计算：然后再计算考虑假载共同作用的内力（包括弹 性压缩影响的内力）桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整假载法_空腹式拱假载法（改变拱轴系数），不能同时改善拱顶、 拱脚两个控制截面的内力提高m值后，拱脚负弯矩减小，但拱顶正弯矩 则相应增加；反之拱顶正弯矩减小、拱脚负弯 矩相应增大LGPTJ8桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）
5、_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整临时铰拱圈施工时，拱顶、拱脚设临时铰（垫铅扳等）拆除拱架后，拱圈临时成为静定的三铰拱拱上建筑完成后，用高强水泥砂浆封固临时铰三铰拱时，弹性压缩及封铰前已发生的墩台变 位都不产生附加内力，从而成桥后控制截面的 弯矩得到减小桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整临时铰如将临时铰偏心设置，则可进一步抵消后期混 凝土收缩等作用引起的内力设砼收缩等在拱顶引起正弯矩，拱脚引起负弯矩，为了消除这两个弯矩，可将临时铰按图偏心设置LGPTJ9桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力
6、调整临时铰拱顶截面的临时铰布置在拱轴线以下（距拱轴 为），拱脚截面的临时铰则布置在拱轴线以 上（距拱轴为）使拱顶产生负弯矩、拱脚产生正弯矩桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整临时铰偏心距、 可按如下方法确定设置临时铰后，压力线对应的矢高为拱的推力值近似变为不设临时铰时拱的推力LGPTJ10桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整临时铰根据需要调整的弯矩值、可求偏心距jg cosHNj桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整临时铰临时铰调整内力，是人为地改变拱的
7、压力线， 使压力线相对拱轴线产生有利的偏离从而消除拱顶与拱脚不利的弯矩，达到调整拱 圈内力的目的国外大跨径钢筋混凝土拱桥，大多采用千斤顶 调整内力。该法效果显著，但施工较复杂LGPTJ11桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整改变拱轴线形法三铰拱恒载（结构重力）压力线与悬链拱轴线 近似存在正弦波形的自然偏离，它能不同程度 地减小拱顶与拱脚偏大的弯矩桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整改变拱轴线形法根据这个原理，可以三铰拱恒载（结构重力）压力线为基础，根据 实际需要再叠加一个正弦波形的调整曲线，形 成新
8、的拱轴线采用逐次近似法调整，使恒载（结构重力）、 弹性压缩和混凝土收缩等永久作用下，拱顶、 拱脚两截面的弯矩趋近于零LGPTJ12桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整改变拱轴线形法为达到上述目的，要 求调整后曲线的零点 通过点O，并使拱轴 线与恒载（结构重力） 压力线具有相同的弹 性中心：桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整改变拱轴线形法拱轴线偏离压力线 后，弹性中心处的 赘余力为LGPTJ13桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算拱圈内力调整改变拱轴线形法y 与总
9、是同号的，因而为正值（压力）弹性压缩和砼徐变收缩将在弹性中心产生一对 水平拉力。适当地选取调整曲线的竖标，使算 得抵消上述水平拉力，从而克服弹性压缩和 砼徐变收缩在拱顶、拱脚产生的弯矩桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点有限元分析最先的工作是确定结构计算模型拱桥是一种空间结构，根据其构造特点，结构 可看成由曲板、曲箱、曲杆、平板、直杆等构 件所组成按照现有软件功能，完全能够将整个拱桥构建 成计算模型，但除特殊情况一般设计计算没有 这种必要性LGPTJ14桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点简单体
10、系拱桥通常具有空间受力平面简化的条 件；桥梁结构平面杆系有限元分析软件，能够 较好地模拟从施工至成桥全过程的荷载工况、 结构状况，较容易地提供一般设计计算所需的 结果（这正是桥梁空间有限元分析软件有待完 善之处）除一些结构局部空间应力分析、空间稳定及动 力分析等特殊问题外，简单体系拱桥常可采用 平面模型进行有限元分析桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点根据材料力学、结构力学的基本约定，计算模 型可以用构件轴线及相应约束条件组成施工期的裸拱，根据拱脚的约束条件，计算模 型可如图表示关键节点选取LGPTJ15桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_
11、LGP版有限元分析要点上承式拱桥成型后的计算模型表示为拱桥计算简单体系拱桥计算全铰或半铰或与立柱滑动滑动时单侧设置桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点中承式拱桥成型后的计算模型表示为简支桥面情况半铰、全铰LGPTJ16桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点下承式拱桥成型后的计算模型可表示为桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点_几个应注意的问题在一般平面杆系结构有限元分析软件中，曲线形的拱都是用逐段直线杆模拟的因此单元划分不宜太长LGPTJ17桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版拱桥计算简单体系拱桥计算有限元分析要点_几个应注意的问题结构构件联结处的各构件轴线有时不相交于一 点，或即使相交于一点但在某一区域内轴线所 代表的各构件实际上是一个重叠的块体考虑到这些区域已超出杆系可模拟的范围，同 时也不会发生如杆系那样的变形，故可近似采 用刚臂连接或代替这一区域的轴线桥梁工程（下）_LGP版桥梁工程（下）_LGP版谢 谢 各 位LGPTJ
