三跨等截面圆弧拱连拱计算

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1、第36卷，第3期公路工程Vo1．36，No．32011年6月HighwayEngineerinJun．，2011三跨等截面圆弧拱连拱计算李金国，曹茜(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092)[摘要】以某三跨等截面圆弧拱为原型，利用桥梁专业计算软件Midas／Civil建模计算，分析了不同荷载的连拱作用及基础刚度对连拱作用的影响。[关键词】圃定拱；连拱作用【中图分类号】U448．22【文献标识码】B[文章编号】1674—0610(2011)03—00102—03Calculationoftriplespanidentica

2、lcrosssectionarc-archLIJinguo，CAOQian(ArchitecturalDesign&ResearchInstituteofTongjiUniversity(Group)Co．，Ltd．Shanghai，200092)[Keywords]fixedarch；continuousarchefect0概述1模型建立多孔拱桥按固定拱计算时，拱、墩内力的大小与某3x35m圆弧拱，矢高6．25ni，矢跨比l／拱、墩的刚度之比无关，这是不符合实际情况的，多5．6，全桥总宽16．6m，双向4车道。本文以此拱桥孔拱桥在荷载作

3、用下，各拱墩结点会产生水平位移为原型，分别按固定拱及连拱计算，对比分析了各种和转角，考虑拱墩结点变位的计算，称为“连拱计荷载的连拱作用以及不同基础刚度对连拱作用的影算”。图1为三跨拱桥不考虑拱墩结点变位也即按响。固定拱计算的结构变位图式，图2为考虑连拱作用利用Midas梁单元建模计算，本桥为梁板式拱的结构变位图式。上建筑，不考虑拱上建筑的联合作用，按裸拱计算，全桥共分107个单元，桥台处固结，桥墩处固结(固定拱计算)或按“in”法计算基础刚度。全桥模型如图1固定拱变位图式图3所示。图2连拱变位图式按连拱计算时，拱、墩内力的大小与其刚度比有

4、图3有限元模型直接关系，上、下部结构刚度的计算精度，将直接影响到拱、墩内力的计算精度。如果桥墩刚度的计算2恒载作用下的连拱计算值偏大，据此得到的桥墩内力偏大，而拱圈的内力则表1为连拱中孔及边孔拱顶、顶脚、3L／8处，按随之减小，其结果是桥墩的设计偏于保守，而拱圈的固定拱及连拱计算得到的恒载作用下弯矩。设计却偏于不安全，反之亦然。一般而言，桥墩相对由表l可以看：在等跨连拱中，恒载(对称荷拱圈愈细柔，拱、墩结点的水平位移愈大，连拱的影载)作用下，可以不考虑连拱作用。直观分析也可响愈显著；反之，桥墩相对拱圈愈刚劲，结点的水平以得到同样结论：对称

5、结构在对称作用下，对称轴处位移愈小，连拱的影响愈小。不会发生相对位移和转动，故拱墩结点不会产生变【收稿日期】2010—08—26[作者简介】李金国(1983一)，男，湖北孝感人。主要从事桥梁设计工作。第3期李金国，等：三跨等截面圆弧拱连拱计算103位，多孑L拱桥的拱跨结构与单孔拱桥受力相同。对图6、图7分别为连拱中孔和边孔拱顶的内力等跨连拱，温度作用及收缩徐变同样不会产生连拱影响线。作用。但是，对于不等跨拱桥(或者非对称荷载作=用下及矢跨比不同的多孔拱桥)，均应考虑连拱作用。表1恒载弯矩对比表(kN·m)～—～图6连拱中跨拱顶活载弯矩影响

6、线昌斗<入＼一．．图7连拱边跨拱顶活载弯矩影响线3活载作用下的连拱计算弯矩影响线的正面积和其最大值都是中孑L比边图4、图5分别为按固定拱计算及考虑连拱计孔大，因而在同样的荷载条件下，中孔拱顶正弯矩比算得到的中孔拱顶活载弯矩影响线。边孔正弯矩大，对拱脚，同样有中孔拱脚负弯矩绝对值比边孔大，因而，计算多跨多孔等跨连拱的最大活譬荨一载内力时，以荷载布置在中孑L更为不利，活载布置在边孔并不控制拱圈设计。／，、＼／，、、、4不同基础刚度对计算结果的影响图4固定拱中孔拱顶活载弯矩影响线图8一图10表示桥墩基础为单排桩、双排桩及三排桩时中孔拱顶弯矩影响

7、线，基础为单排桩时得到的拱顶弯矩影响线正面积和最大值最大，基础为三排桩时最小。～入—～，，图5连拱中孔拱顶活载弯矩影响线从中可以看出：相对固定拱拱顶来说，连拱计算人／A．一得到的内力影响线正值范围要长，而且最大值要大，．．固定拱边孔加载对中孑L内力影响基本可忽略不计，图8连拱中孔拱顶活载弯矩影响线(单排桩基础)而连拱边~IAJI1载对中孔拱顶有利。考虑连拱作用对寸墨m拱圈受力不利，在设计中应加以重视。同时，考虑连彳拱计算得到墩顶水平力要比固定拱小(分别为久入一1253kN及1790kN)。以往，多孔拱桥按固定拱。。计算，这实际上是将桥墩的

8、弹性常数视为无限大。图9连拱中孔拱顶活载弯矩影响线(双排桩基础)这种做法，在很多情况下，过分增加了桥墩尺寸，同时由于连拱作用的存在又降低了上部结构的安全储备，会导致主拱圈产生裂缝。在已建成的多