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桥梁连拱计算假定

futao 桥梁拆除 2019-02-22 608 0
川渝拆除17713551981

一般说来,桥墩愈纤细,各拱墩结点的变位(含水平位移和转角)就愈大;反之,桥墩的高 度愈小、截面刚度愈大,各拱墩结点的变位就愈小。只有当桥墩的刚度(相对于拱跨结构的刚 度)为无限大时,在荷载作用下,各拱墩结点才不会产生变位,如图2-1 b)所示。此时,多孔拱 桥的拱跨结构才与单孔拱桥(拱脚无变位)的受力相同。从理论上讲,当桥墩的刚度为无限大 时,能按单孔拱桥计算。按单孔拱桥计算的方法,常称按固定拱计算的方法。据此算出的内 力,称为固定拱内力。

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在实际拱桥中,桥墩的刚度不可能为无限大,即使采用刚度较大的重力式墩,桥墩的抗推刚度一般不会超过拱圈抗推刚度的40倍。在实际的多孔拱桥中,不论桥墩形式如何,一般应按连拱计算。特别是采用桩墩时,桥墩的刚度较小,按连拱计算尤为重要。计算证明,如要求活载内力的计算误差不超过5%,则仅当桥墩的抗推刚度是拱圈抗推刚度的38倍以上时,多孔拱桥才可以不计连拱作用的影响,近似地按固定拱计算。

在各种荷载作用下,连拱作用影响最大的是荷载孔。离荷载孔愈远,拱墩结点的变位愈小,因而连拱作用的影响也愈小,远到一定程度时,连拱的影响可以忽略不计。当连拱孔数很多时,可以利用连拱作用的这一特性,根据实际拱、墩刚度比及具体的精度要求,合理确定连拱的计算孔数,没有必要按全桥实际孔数计算。

多孔拱桥按固定拱计算时,拱、墩内力的大小与拱、墩的刚度(即弹性常数)之比无关,这是不符合实际情况的。而按连拱计算时,拱、墩内力的大小与其刚度比有直接关系。因而上、下部结构弹性常数(刚度)的计算精度,直接影响到拱、墩内力的计算精度。假使桥墩弹性常数的计算值偏大,据此算得的桥墩内力则偏大(大于桥墩实际承担的内力),而拱圈的内力则随之偏小(小于拱圈实际承担的内力)。其结果是桥墩的设计偏于保守,而拱圈的设计却偏于不安全,反之亦然。因此,在计算连拱上、下部结构的弹性常数时,应力求符合实际情况。以往,多孔拱桥曾按固定拱计算,这实质上是将桥墩的弹性常数视为无限大。这种计算方法,在许多情况下,不必要地增大了桥墩尺寸,同时又降低了上部结构的安全储备,会导致主拱圈产生裂缝。而在连拱桥的拆除过程中也应考虑到设计时可能出现的安全储备不足的情况,严格按照连拱来计算桥墩及拱圈的内力。

按连拱计算时,拱、墩内力是按实际的刚度比分配的,因而桥墩内力比按固定拱计算的小,而拱圈中内力则比按固定拱计算大,故按连拱计算时“对下部结构有利(可显著节省桥墩的造价)而对上部结构不利(需要适当加强拱圈)”。连拱桥设计时上、下部构造一起考虑,总造价还是节省的。同样在连拱桥拆除时,如果按照固定拱计算,拱圈中内力比实际值偏小,增加了拆除过程中的不安全因素。

按连拱计算时,拱桥可以分为两大类:一类是简单体系拱桥,拱圈是主要承重结构,在计算简图中,以裸拱代替拱跨结构,不考虑拱上建筑的影响;另一类是其他类型拱桥(包括析架拱、刚架拱和组合拱桥等),在计算简图中,要考虑拱上建筑的影响。计算拱跨结构的弹性常数时,按拱跨结构的计算简图确定。

计算上、下部结构的弹性常数时,牵涉到建材料弹性模量的取值问题。在以往的计算中有采用混凝土受压弹性模量,也有采用£h/l.#或0.67&的。虽然上下部结构采用时,其拱、墩弹性常数是后者的1.5倍,但按连拱计算的拱、墩内力是完全一致的。在现行规范中,圬工材料和钢筋混凝土材料只有受压弹性模型心故在各种情况下,其弹性模型均采用E值。


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