合理拱轴线确定.ppt

合理拱轴线的工程应用 * 合理拱轴线 定义 拱在给定荷载下只产生轴力的拱轴线，称为与该荷载对应的合理拱轴线。 特点 压力线与拱轴线重合，拱截面只受轴向压力，弯矩和剪力为零，应力均匀。 优点 使得截面材料能充分发挥作用。 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线 拱轴线的常见类型 圆弧线 抛物线 悬链线 拱轴各点曲率相同，线型简单；矢跨比较大时，与恒载压力线偏离较大，拱圈受力不均；适合于20m以下的小跨径拱桥 。 是实腹拱桥的合理拱轴线;由拱顶向拱脚连续分布、逐渐增大；空腹拱桥恒载压力线在腹孔墩处有转折点。 均匀荷载下，二次抛物线是拱的合理拱轴线。适合于恒载分布比较接近均匀的拱桥 。 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的选取原则 原则：尽可能降低由于荷载产生的弯矩值 。 拱轴线如何选取 尽量减小拱圈截面弯矩,使截面在附加内力影响下各主要截面的应力相差不大,并不出现拉应力 线型美观,便于施工 计算方法简便 对于无支架施工,不用临时性施工措施,能满足各施工阶段的要求 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的选取原则 在超静定拱结构的设计中，由于多余力的存在，其内力与变形有关 忽略轴向变形 合理轴线与相应的三铰拱的拱轴线相同。 考虑轴向变形 拱中必将产生附加内力而出现弯矩。 上述定义的合理拱轴线存在吗 不存在 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的选取原则 对于超静定拱，在初步计算时，利用三铰拱的合理拱轴线（这时各截面出现的弯矩数值较小）加以调整（如“五点重合法”），可使拱截面弯矩达到最小，获得“合理而实用”的拱轴线。 公路拱桥恒载所占比重大,一般采用恒载压力线作为拱轴线;特殊情况,活载较大时,如铁路拱桥,可用恒载加一半活载的压力线作为拱轴线. 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的工程应用—桥梁 包兰线东岗镇黄河桥为3孔53m上承式钢筋混凝土肋拱桥，全长221.9m，设计载重中-26级，按地震烈度8度设防。该桥拱轴采用恒载压力线。拱肋为两片工字形截面，拱上结构由刚架与桥面板组成。 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的工程应用—拱坝 拱坝所受 的荷载 1 4 2 3 5 水压力 自重 地震力 泥沙压力 温度 对薄拱坝而言，自重 的影响很小，几乎可忽略不计，对中等厚度拱坝和重力拱坝来说，应考虑自重的作用。 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的工程应用—拱坝 在均布径向荷载作用下水平面上的应力分布的一般规律是 : 或 合理的拱圈形式应当是压力线接近拱轴线，使拱截面的压应力分布趋于均匀，从工程力学可知，当单独一个拱圈在上游面承受匀布水压力时，其最合理的形态为圆弧拱。但是对于拱坝来说，由于其结构性能具有水平拱和垂直梁的作用，拱梁的系统共同承担外荷载，且水平拱所分担的水压力部分往往是非匀布的，通常是从拱冠向拱端逐渐减少的。因此最经济合理的拱圈形大辩论就不一定是圆弧拱，实际采用时需综合考虑经济、设计及施工等因素。 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的工程应用—拱坝 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的工程应用—拱坝 德基水库双曲线的薄型拱坝 荣华大坝 二滩水电站: 抛物线双曲拱坝 双曲拱坝 合理拱轴线的工程应用 合理拱轴线的工程应用—拱坝 *