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1、1七、桁架拱和刚架拱的计算要点1、桁架拱各部位的受力情况拱形桁架部分的杆件拱形桁架部分的杆件主要承受轴向力轴向力；实腹段部分实腹段部分承受轴向力和弯矩轴向力和弯矩；拱形桁架拱形桁架部分的上弦杆上弦杆除轴力轴力外，还受弯矩弯矩和剪剪力力；（一）桁架拱2七、桁架拱和刚架拱的计算要点 2 2、计算的基本假定、计算的基本假定: :以以一片桁架拱作为计算单元一片桁架拱作为计算单元，用荷载横向分，用荷载横向分布体现横向的影响，将空间简化为平面布体现横向的影响，将空间简化为平面 。桁架拱按外部桁架拱按外部一次超静定结构一次超静定结构计算，两端支计算，两端支座简化为固定铰；赘余力选取拱脚水平推力座简化为固定铰
2、；赘余力选取拱脚水平推力假定桁架各节点为假定桁架各节点为理想铰接理想铰接（一）桁架拱3七、桁架拱和刚架拱的计算要点（一）桁架拱3 3、荷载横向分布系数、荷载横向分布系数对于恒载，各桁架片通常是对于恒载，各桁架片通常是均匀受力均匀受力；对活载沿横向各桁架片的分布一般采用对活载沿横向各桁架片的分布一般采用偏偏心压力法或杠杆法心压力法或杠杆法。当桥由三片组成而宽跨比大致在当桥由三片组成而宽跨比大致在3 3以上时，以上时，宜采用宜采用偏压法偏压法计算横向分布系数；计算横向分布系数；4七、桁架拱和刚架拱的计算要点（一）桁架拱4 4、结构内力计算、结构内力计算有条件时尽量采用有条件时尽量采用程序电算程序电
3、算；常以水平推力作为赘余力，求算常以水平推力作为赘余力，求算水平推力影响线水平推力影响线，通过静力平衡条件求各杆件和实腹段内力影响线。通过静力平衡条件求各杆件和实腹段内力影响线。通过内力影响线按通过内力影响线按最不利情况布载求结构内力最不利情况布载求结构内力。5 5、配筋验算、配筋验算桁架拱各杆件的内力组合、配筋验算按照规范进行。桁架拱各杆件的内力组合、配筋验算按照规范进行。5七、桁架拱和刚架拱的计算要点（二）刚架拱两边腹孔梁受弯构件其余构件（与拱类似）压弯构件1、基本假定及计算图式6七、桁架拱和刚架拱的计算要点（二）刚架拱 刚架拱一般采用电算，无条件时也可采用手算法，刚架拱一般采用电算，无条
4、件时也可采用手算法，计算图式可简化为一次超静定的两铰拱，但拱轴线计算图式可简化为一次超静定的两铰拱，但拱轴线并非光滑。仍以拱脚水平推力为赘余力计算。并非光滑。仍以拱脚水平推力为赘余力计算。7七、桁架拱和刚架拱的计算要点（二）刚架拱 2、结构计算刚架拱：属高次超静定结构，各构件均为压弯构件，用有限元法计算内力。8八、连拱实用计算简介八、连拱实用计算简介（一）连拱作用的概念（一）连拱作用的概念1 1、连拱作用：多孔该桥在荷载作用下各拱墩结点会、连拱作用：多孔该桥在荷载作用下各拱墩结点会产生水平位移和转角，考虑上述结点变位的计算产生水平位移和转角，考虑上述结点变位的计算称为连拱计算。已经查明：称为连
5、拱计算。已经查明：拱墩结点水平位移对拱墩结点水平位移对拱墩内力影响大，而转角影响小拱墩内力影响大，而转角影响小。手算时可忽略。手算时可忽略转角影响，简化计算转角影响，简化计算2 2、桥墩刚度与拱圈刚度桥墩刚度与拱圈刚度：桥墩刚度为无限大时，可：桥墩刚度为无限大时，可不考虑连拱影响；但是桥墩刚度不可能无限大，不考虑连拱影响；但是桥墩刚度不可能无限大，连拱影响是存在的。连拱影响是存在的。3 3、连拱内力连拱内力= =固定拱内力固定拱内力+ +拱脚水平位移产生的内力拱脚水平位移产生的内力；按连拱计算与按固定拱计算的按连拱计算与按固定拱计算的根本区别在于墩顶根本区别在于墩顶是否产生位移是否产生位移，对
6、于上部结构而言，连拱作用的，对于上部结构而言，连拱作用的影响主要是拱脚水平位移的影响。影响主要是拱脚水平位移的影响。94、影响连拱作用的因素（1）拱圈与桥墩的相对刚度比桥墩越强，连拱越弱，反之，连拱作用较强（2）邻近荷载孔的影响较大，远离则较小，可根据计算精度要求，合理选择计算孔数。105、连拱与固定拱的区别（1）固定拱一孔布载一孔受力，连拱一孔布载全桥受力；（2）连拱影响最大的是荷载孔；（3）连拱计算的水平力小于固定拱水平力，控制设计的拱脚负弯矩和拱顶正弯矩大于按固定拱计算结果（4）考虑连拱作用，可以减小墩顶水平力，节省桥墩材料。115、连拱与固定拱的区别简言之：连拱对主拱圈不利，对桥墩则有
7、利。因此对主拱圈必须考虑连拱作用。（5）计算拱脚、拱脚、1/81/8截面最大负弯矩截面最大负弯矩及其它截面正弯矩正弯矩时，均以一孔布载一孔布载最不利；而计算拱脚、1/8截面最大正弯矩及其它截面负弯矩时，以多孔布载多孔布载不利；但常常以荷载孔拱脚荷载孔拱脚负弯矩和拱顶拱顶正弯矩控制设计控制设计。（6 6）桥墩水平力）桥墩水平力：最不利布载有两种可能，即墩左各孔布载，右各孔无载；墩右各孔布载，左各孔无载；12（二）连拱简化计算法1、当 ，拱的抗推刚度较大，拱对墩拱对墩有较大的约束作用，阻碍墩顶转动。拱墩结点采用固结图式，假定结点转角为零。2、当 ，将墩顶视为铰接墩顶视为铰接，假定拱脚转角为零。3、
8、当 ，墩的抗推刚度大墩的抗推刚度大，拱圈不能控制墩顶转动，假设墩顶为铰接状态。13（二）连拱简化计算法在上述的三种简化中，都有一个共同特点，在上述的三种简化中，都有一个共同特点， 即墩顶位移即墩顶位移只有水平位移只有水平位移一个未知数一个未知数可采用可采用位移法位移法建立统一计算公式，求解结点建立统一计算公式，求解结点 位移和拱墩内力。位移和拱墩内力。这种简化方法，结点这种简化方法，结点未知数少，计算简单未知数少，计算简单。忽略了结点转角忽略了结点转角影响，拱墩内力计算结果准影响，拱墩内力计算结果准 确度较差。确度较差。14第四节 拱桥实例介绍内力迭加法内力迭加法 各施工阶段的内力直接迭加，各
9、施工阶段的内力直接迭加，不考虑拱圈截面不考虑拱圈截面的形成过程的形成过程，最后应力以全截面的，最后应力以全截面的EA EI EA EI 表达，表达，截面应力保持一条直线。截面应力保持一条直线。应力迭加法应力迭加法 考虑拱圈截面逐步形成考虑拱圈截面逐步形成，应力在截面上的迭加，应力在截面上的迭加历史不同，分阶段计算应力。此时截面上的应历史不同，分阶段计算应力。此时截面上的应力曲线是阶梯形，有突变。力曲线是阶梯形，有突变。15设截面在形成过程中，各阶段设截面在形成过程中，各阶段产生弯矩产生弯矩MM1 1, , MM2 2, , 各阶段各阶段截面惯矩截面惯矩1 1, ,2 2, , （总惯矩（总惯矩）, ,面积面积A A1 1,A,A2 2,A,A（总）（总）内力迭加法内力迭加法应力迭加法应力迭加法16
