剪 力: 拱脚:
Q?H1sin?j?Vcos?j
其它截面: 数值较小,一般不计算
192)如何用等代荷载、内力影响线计算拱桥的活载内力? 答:1、计算集中力荷载:
①首先画出计算截面的弯矩影响线、水平推力和支座竖向反力影响线; ②根据弯矩影响线确定集中力荷载最不利(最大、最小)的加载位置;
③以荷载值乘以相应位置的影响线坐标,求得最大弯矩(最小弯矩)及相应的水平推力和支座竖向反力。
2、计算均布力:
①下图是某等截面悬链线无铰拱桥左拱脚处的弯矩线,首先将均布荷载布置在影响线的正弯矩区段。
Mj及水平推力H1和支座竖向反力V影响
②根据设计荷载和正弯矩区影响线的长度,可由《拱桥》手册的均布荷载表查得最大正弯矩等代荷载KM及相应水平推力和竖向反力的均布荷载KH和
③再以
Mmax的
KV,及相应的面积?M,?H,?V。
KM,KH,KV分别乘以最大正弯矩及相应水平推力和竖向反力的面积?M,?H,?V,即可
Mmax?????KM??M 求得拱脚截面的内力。
最大正弯矩: 与与
Mmax相应水平推力: H1?????KH??H Mmax相应竖向反力: V?????KV??V 式中:?─—?为荷载横向分布系数;? ─—为车道折减系数;
则与
Mmax相应的拱脚截面的轴向力为:
N?H1cos?j?Vsin?j
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同理,再将荷载布置在影响线的负弯矩区段,可求得最大负弯矩及相应水平推力﹑竖向反力和拱脚截面的轴向力。
④其它相应截面的轴向力和剪力分别按式下两式计算。
拱顶: N?H1
轴向力: 拱脚:
N?H1cos?j?Vsin?jN?H1cos?
其它截面: 拱顶: 数值很小,一般不计算 剪 力: 拱脚:
Q?H1sin?j?Vcos?j
其它截面: 数值较小,一般不计算
《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)第5.1.1条中规定,计算由汽车荷载产生的拱的各截面正弯矩时,拱顶至拱跨1/4点应乘以折减系数0.7,拱脚应乘0.9,拱跨1/4点至拱脚,用直线插入法确定。
193) 什么情况下需进行裸拱的内力计算?
答:采用早脱架施工(拱圈合拢后达到一定强度后就卸掉拱架)及无支架施工的拱桥,需进行裸拱的内力计算。
194) 温度变化、砼收缩和拱脚变位产生的附加内力的计算公式和计算方法?
Ht?答:温度变化产生的附加内力计算 ?lt'?22??lty2ds(1??)?sEI ?lt???l??t
式中:?t─—为温度变化值,即最高(或最低)温度与合龙温度之差。当温度上升时,?t和为正;当温度下降时,均为负。
Ht均
??5─—材料的线膨涨系数,混凝土或钢筋混凝土结构??1?10,混凝土预制块砌体
??0.9?10?5,石砌体??0.8?10?5。
由温度变化引起拱中任意截面的附加内力为(图4-57):
弯 矩:
Mt??Ht?y??Ht?(ys?y1)
Nt?Ht?cos? Qt??Ht?sin?
轴向力: 剪 力:
37
砼收缩产生的附加内力计算通常将混凝土收缩影响折算为温度的额外降低。《桥规》建议: (1)整体浇筑的混凝土结构的收缩影响,对于一般地区相当于降低温度20℃,干燥地区为30℃;整体浇筑的钢筋混凝土结构的收缩影响,相当于降低温度15~20℃。
(2)分段浇筑的混凝土或钢筋混凝土结构的收缩影响,相当于降低温度10~15℃。 (3)装配式钢筋混凝土结构的收缩影响,相当于降低温度5~10℃。 拱脚变位引起的内力计算:
拱脚相对水平位移引起的内力(X2)
设两拱脚发生的相对水平位移为:
?h??hB??hA
式中:
?hA,?hB─—分别为左、右拱脚的水平位移,自原位置向右移为正,左移为负。
?h,在弹性中心产生的赘余力为:
???hy2ds?sEI 由于两拱脚发生相对水平位移
X2???h?22 如两拱脚相对靠拢(
?h为负),X2为正,反之为负。
X3)
2.拱脚相对垂直位移引起的内力(
在图4-59中,设拱脚的垂直相对位移为:
?V??VB??VA
式中:
?VB,?VA─—分别为左、右拱脚的垂直位移,均以自原位置向下移为正,上移为负。
?V,在弹性中心产生的赘余力为:
?V???Vx2ds?sEI 由于两拱脚产生相对垂直位移
X3?? 3.拱脚相对角变引起的内力
?33在图4-60中,右拱脚B发生转角?B(?B顺时针为正)之后,在弹性中心除产生相同的转脚?B之外,
还会引起水平位移
?h和垂直位移?V。
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X1?X2??A?11?A(f?ys)X3y2ds?sEI?A?l?x2ds2?sEI 195)主拱圈强度及稳定性验算的内容?
答:主拱圈强度内容:正截面小偏心受压、正截面大偏心受压、正截面直接受剪 稳定性验算的内容:纵向稳定性验算、横向稳定性验算、刚度验算
196)什么是连拱作用?多跨拱桥连拱受力特点?如何考虑连拱作用的影响? 答:考虑各孔拱跨结构与桥墩一起的共同作用称为连拱作用。
多跨拱桥连拱受力特点:多跨拱桥在荷载作用下,各拱墩结点会产生水平位移和转角。
当桥墩抗推刚度与拱圈抗推刚度之比小于37时,考虑连拱作用,影响最大为加载孔越远越小,根据精度要求,确定计算孔数,一般3至5孔。
197)连拱计算和固定拱计算对主拱圈和桥墩分别有何影响?
答:按连拱计算,拱中水平力比按固定拱计算的小,而控制设计是拱脚负弯矩和拱顶正弯矩要比固定拱计算的大;按连供计算,桥墩承受的水平力比按固定拱计算的小。 198)连拱简化计算的方法有哪些?
答:(1)按拱墩抗推刚度比简化计算法(2)∑法(3)换算刚度法 199)拱桥有支架施工和无支架施工的方法主要有哪些?
答:拱桥有支架施工:满布式拱架法,拱式拱架法,混合式拱架法,支架横移法刚性骨架法。支架施工的方法:缆索吊装法、斜吊式悬臂法,转体施工法。
200)拱桥有支架施工的设备和拱架有哪些?其预拱度的设置需考虑哪些因素、应该如何卸落拱架? 答:拱桥有支架施工的设备是常备式设备,由角钢制成的杆件、节点板和螺栓等。
拱架有木拱架和钢拱架等。预拱度的设置需考虑(1)拱圈自重产生的拱顶弹性下沉(2)拱圈温度变化产生的拱顶弹性下沉(3)桥墩、台水平位移产生的拱顶下沉(4)拱架在承重后的弹性及非弹性变形(5)支架基础在受载后的非弹性下沉量。 拱圈达到一定强度后,按照一定程序卸落拱架。
201)缆索吊装施工有何特点?主要设备和吊装设备有哪些?
答:1、由于是工场生产制作,构件质量好,有利于确保构件的质量和尺寸精度,并尽可能多的采用机械化施工;
2、上下部结构可以平行作业,因而可缩短现场工期; 3、能有效的利用劳动力,并由此而降低了工程造价;
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4、由于施工速度快,可适用于紧急施工工程;
5、将构件预制后由于要存放一段时间,因此在安装时已有一定龄期,可减少混凝土收缩、徐变引
起的变形。
设备有:主索,工作索,塔架和锚固装置等。 202)拱桥转体施工法有何特点,主要设备有哪些? 答:转体施工的主要特点是:
1、可以利用地形,方便预制构件;
2、施工期间不断航,不影响桥下交通,并可在跨越通车线路上进行桥梁施工; 3、施工设备少,装置简单,容易制作并便于掌握;
4、节省木材,节省施工用料。采用转体施工与缆索无支架施工比较,可节省木材80%,节省施工用钢60%;
5、减少高空作业,施工工序简单,施工迅速;当主要构件先期合拢后,给以后施工带来方便;
6、转体施工适合于单跨和三跨桥梁,可在深水、峡谷中建桥采用,同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥;
7、大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益,转体重量轻型化、多种工艺综合利用, 是大跨径及特大。
设备有转盘,扣索,锚梁,顶梁,尾索,平衡重,转盘上板,环道等 203)拱桥按主拱圈截面形式的分类及其构造特点?
答 :分为 ①板拱桥 ②肋拱桥 ③双曲拱桥 ④箱形拱桥
主拱圈为矩形实体截面的拱桥,称为板拱,肋拱桥是由两条或多条分离的平行拱肋,以及在拱肋上设置的立柱和横梁支承的形成部分组成的拱桥,其上部结构由横系梁、立柱、横梁、纵梁及桥面板组成。
箱形拱桥:① 截面挖空率大,减轻了自重
② 箱形截面的中性轴大致居中,对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力,能较好
地适应主拱圈各截面的正负弯矩变化的需要
③ 由于是闭合空心截面,抗弯和抗扭刚度大,拱圈的整体性好,应力分布较均匀 ④ 单条肋箱刚度较大,稳定性好,能单箱肋成拱,便于无支架吊装 ⑤ 制作要求较高,吊装设备较多,主要用于大跨径拱桥 204)什么是拱上建筑?实腹式和空腹式拱上建筑的组成?
答:由于主拱圈是曲线型,一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶,所以在行车道系与主拱圈之间需要有传递荷载的构件和填充物。这些主拱圈以上的行车道系和传载构件或填充物统称为拱上建筑。
实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成,一般适用于小跨径拱桥。 空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁(板)式腹孔两种形式。腹孔跨径不宜过大,腹孔的构造应统一。
205)双曲拱桥、桁架拱桥、刚架拱桥的构造特点?
答:双曲拱桥的特点:将主拱圈以化整为零的方法按先后顺序进行施工,再以集零为整的组合式整体结构承重。
桁架拱桥的特点:兼顾了桁架和拱式结构的有利因素,可以充分发挥材料的受力性能;具有整
体性好的特点,施工工期短,并且易于质量控制,单身对浇注和吊运的要求高。
钢架拱桥属于有推力的高次超静定结构,具有构建少,质量轻,整体性好,刚度大,施工简单,造价低,造型美观等特点。
206)天然地基上浅基础有哪几种主要类型?
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