钢筋混凝土桁架拱桥二种计算图式的分析比较_项贻强
钢筋混凝土拱桥_拱桥的计算
X3
x
X1
X1
X2
X2
X3 y1
第三章 拱桥的计算
3.1悬链线拱的几何性质及弹性中心
3.1.3.悬链线无铰拱的弹性中心
x
M1 1, Q1 0, N1 0
M 2 y,Q2 sin , N2 cos M 3 x,Q3 cos, N3 sin
gdl2 f
kg
m 1 4k
Vg
gdl
k
' g
m2 2[ln( m
1 m2
1)]
N Hg
3.1.1. 实腹式悬链线拱
实腹式悬链线拱的荷
载分布
x
拱轴系数
gj
拱轴线方程
gx y1
x=ξl1
(m 1) gd
f
l1=l/2
gx
gd
y1
gd
1
(m
1)
y1 f
d 2 y1 dx2
1 Hg
d 2M dx2
x
gx Hg
gd f
y1
第三章 拱桥的计算
3.1悬链线拱的几何性质及弹性中心
Mp=ΔyHg B A
y1
o
ys
ΔX2
ΔX1
第三章 拱桥的计算
3.1悬链线拱的几何性质及弹性中心
3.1.2. 空腹式悬链线拱
结论：空腹式无铰拱的拱轴线，采用悬链线比恒 载压力 线更合理。
第三章 拱桥的计算
3.1悬链线拱的几何性质及弹性中心
3.1.3. 拱轴线的水平倾角
y1
f (chk
m 1
1)
1-100m钢筋混凝土拱桥0#台桩基计算_secret
1-100m钢筋混凝土拱桥0#台桩基计算一、桥台及承台自重的作用力（顺时为+，反之为-）桥台形式见附图一：二、计算主拱圈作用于拱座的力对承台重心O的力1.根据有关标准图知，作用于拱座上的控制力为：垂直力：V=17450KN水平力：H=23740KN（往河岸）弯矩：M=10480KN*M2.对承台重心O产生的弯矩：M V=4.95*17450=86377.5(KN*M)M H=-9.58*23740=-227429.2(KN*M)3.对承台重心O产生作用合力：垂直力=17450KN水平力=23740KN（往河岸）弯矩=86377.5+10480-227429.2=-130571.7(KN*M)三、计算桥台后静土压力及土抗力1.静土压力计算E j=0.5*ξ*γ*H2*B其中：ξ=0.50(自然土体)γ=20kn/m3h1=13m；h2=10.24mB=5.5m所以:E1=0.5*0.5*20*132*5.5=4647.5(KN)E2=0.5*0.5*20*10.242*5.5=2883.6(KN)平均静土压力=(4647.5*2+2883.6)*0.5=6089.3(KN) 作用力到承台底距离:h=(4647.5*10.24*0.5*10.24+2883.6*0.5*10.24*10.24/3)/((4647. 5*2+2883.6)*0.5*10.24)=294057.41/62354.43=4.72(m) M静=6089.3*4.72=28741.5(KN*M)2.土抗力计算(1)计算土抗力根据桥梁工程（公路与城市道路工程专用）P404知，p k=Mc/(B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2)其中：h2=9.58(m)f=0(偏安全、可不考虑)K0/K =1.25I0=6.8*11.83/12=931.1D=B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2=5.5*9.582/3+1.25*931.1/9.58=289.75Mc=-227429.2+25553.4+86377.5+10480+28741.5=-76276.8(KN*M)台口处的抗力强度p k=76276.8/289.75=263.3(KN*M2)土抗力Pk=0.5*B*p k* h2=0.5*5.5*263.3*9.58=6936.6(KN)(2)对桥台变位的限制a.水平位移:Δ=p k/k=263.3/(120*9.81*103)=0.22mm＜6mm，满足要求b.台后填土稳定性的保证Kc=P b/(P j+P k)其中：P b=20*13*tg2(45+35/2)=959.4(KN*M2)P j=0.5*20*13=130(KN*M2)所以Kc=959.4/(263.3+130)=2.44＞1.4，满足要求四、作用于承台重心O处的合力垂直力∑Ni=28112.8+17450=45562.8KN水平力∑Hi =23740-6089.3-6936.6=10714.1KN（往河岸）弯矩Mo =Mc-Mp k=-76276.8+1/3*5.5*263.3*9.582=-31974.8KN*M五、桩基计算1.系数计算(1)自由长度:Lo=0m(2)E*I=0.67*E h*I h=3.0*104*3.14*1.84/64=10357530(kn*m2)(3)桩的计算宽度:b1=0.9*(d+1)*K其中：h1=3*(d+1)=3*(1.8+1)=8.4(m)L1=4.5-1.8=2.7＜0.6*h1=5.04(m)K=b’+(1-b’)/0.6* L1/ h1=0.5+(1-0.5)/0.6*2.7/8.4=0.768 所以b1=0.9*2.8*0.768=1.935(m)(4)m=(m1*h12+m2*(2*h1+h2)*h2)/h m2=50000(KN/M4)其中：h m=2*(d+1)=5.4(m)(5)变形系数α：α=(m*b1/EI)0.2=(50000*1.935/10357530)0.2=0.3927h’=α*h=0.3927*30=11.78＞2.5，可按弹性桩计算(6)EA=3.0*107*1.82/(4*3.14)=7734930(7)单桩面积Ao=4.52/4*3.14=15.904(m2)备注：0.25*35°=8.75°，2*25*tg8.75°=7.70＞4.5，取4.5m计算(8)Kc=0.5(摩擦桩)(9)地基系数：Co=mo*b=50000*30=1500000(KN/M4)2.钻孔灌注桩基的计算采用桥梁博士2.9和桥梁大师计算，结果另见。
桁架拱计算
桁架拱计算
桁架拱桥是一种结构复杂、受力独特的桥梁类型。
在计算桁架拱桥时，需要分析其结构性能、受力特性、稳定性等多方面因素。
以下是一些关于桁架拱计算的基本步骤：
1.确定设计参数：根据桥梁的跨度、矢高、拱轴线形、材料性能等条件，确定桁架拱的主要尺寸和结构形式。
2.建立有限元模型：采用有限元分析软件（如MIDAS、ANSYS 等），建立桁架拱的有限元模型。
模型中应包括所有构件，如拱肋、腹杆、系梁、横梁、吊杆等。
3.计算受力分析：在有限元模型中，分别计算桁架拱在施工阶段和运营阶段的内力、应力和变形。
施工阶段主要包括构件的安装和预应力施加过程；运营阶段则包括各种荷载作用下的内力分布。
4.验算强度和稳定性：根据我国相关设计规范（如《公路钢管混凝土拱桥设计规范》JTG/T D65-06-2015），对桁架拱的主要构件进行强度和稳定性验算。
这包括材料强度、构件截面强度、连接强度等。
5.地震响应分析：针对大跨度桁架拱桥，还需要进行地震响应分析。
采用反应谱法或时程法，计算桥梁在地震作用下的位移、内力和应力响应。
6.优化设计：根据计算结果，对桁架拱的设计进行优化。
这可能包括调整构件尺寸、材料类型、连接方式等，以提高桥梁的安全性能和经济性。
7.施工和验收：在施工过程中，应进行现场监测和质量控制，确保桁架拱桥的施工质量。
在桥梁竣工后，进行验收和运营，对桥梁的性能进行持续监测和评估。
需要注意的是，桁架拱计算涉及多个方面，需要综合考虑结构设计、材料性能、施工条件等多种因素。
在进行计算时，应遵循相关设计规范，确保桥梁的安全性能和经济性。
第三章拱桥计算该看
4、关于非线性的考虑 以弹性理论为基础的主拱内力计算方法存在的问 题是：没有考虑拱脚推力与主拱挠度相互作用对 拱内力的影响；未考虑主拱轴力与主拱压缩变形 之间的相互影响，而只简单地考虑了弹性压缩。
对于非线性问题，可以采用考虑材料及几何非线 性的因素的非线性有限元方法计算，也可采用弯 矩增大系数法考虑二阶效应。 5 拱桥稳定性分析：包括纵向稳定及横向稳定。有一 类稳定及二类稳定问题。
2）拱轴系数的确定
（1）实腹式拱桥拱轴系数的确定
确定拱轴系数的步骤：
假定m
m
gj gd
1hd
2
d
cos j
3( f
d 2
d
2 cos j
)
1hd 2d
从《拱桥（上）》第1000页附录III表(III)-20查 cos j
由（1-2-25）式计算新的m
(ch k 1) 2
f
m 1
m 1 1
2
m 1
1 2(m 1) 2
k
y1/ 4
(ch 1) 2
m 1 1
2
1
f
m 1
m 1
2(m 1) 2
2）拱轴系数的确定
（1）实腹式拱桥拱轴系数的确定
g d 1hd 2d
gj
1hd
2
d
cos j
为简化结果引入参数 x l1
d 2 y1
d 2
l12 g d Hg
k 2 y1
k 2 l12 gd (m 1) Hg f
大跨度混凝土桥梁预应力空间效应分析
般比较庞大和复杂 ,上述问题会更加突出.
由于三维实体等参元是一种简单有效的单元 ,
在分析三维问题时被广泛应用. 与一般的板壳单元
不同 ,实体退化板壳单元是在三维实体等参单元的
基础上 ,通过采用修改弹性系数矩阵和约束相应相
对位移的方法 ,直接引入各类构件的简化假定而得
出的 ,实体退化单元的构造思路如图 1 所示. 实体退
当采用该单元进行有限元分析时 ,其位移模式 同三维等参元. 具体形式如下 :
u
20
ui
∑ v =
N i (ξ,η,ζ) v i .
(2)
i =1
w
wi
根据以上插值模式 ,单元中任一点位移 ,都可以由单 元结点位移插值来求得. 知道应力应变关系和位移 模式后 ,就可以求出单元的刚度矩阵及整体刚度矩 阵 ,并进行结构分析.
τyz = 0
0
0 d3 0
0 γyz .
(1)
τz x
0 0 0 0 d3 0 γz x
τxy
0 0 0 0 0 d3 γxy
图 1 板壳理论与板壳单元 Fig. 1 Theory of board shell and t heir elements
式中 : d1 = E/ (1 - μ2) ; d2 = μd1 ; d3 = E/ [2 (1 + μ) ] ; d = E , E 为弹性模量 ,μ泊松比 ;λ为引入的 一个罚系数 ,在计算刚度矩阵时取一大数 ,从而使对 应点的相对挠度为零 ; 在计算应力时 ,λ取零或 1 , 从而使垂直板壳中面的正应力为零 ,这样就引入了 板壳的基本假定. 对于壳单元还需进行坐标变换.
1 实体退化单元理论
所有构件实际上都是三维实体 ,其受力分析可 看成一般弹性力学空间问题 ,采用三维实体等参元
工程结构抗震分析的实用地震动功率谱模型
工程结构抗震分析的实用地震动功率谱模型
丰硕;项贻强;谢旭
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2005(35)5
【摘要】结合我国现行抗震规范的场地划分,提出了一种将非平稳随机地震动等效为平稳随机过程的地震动功率谱模型,导出了谱强度与最大地面运动加速度均值、地震烈度和地震水准的关系,并考虑了部分相干效应、行波效应等空间相关特性的影响。
结合工程实例,对比反应谱法验证了自功率谱模型的准确性。
该模型可用于空间结构的单一激励或多点激励的随机地震反应分析,具有较高的实用价值。
【总页数】3页(P28-30)
【关键词】功率谱模型;抗震分析;工程结构;平稳随机过程;地震反应分析;随机地震动;场地划分;抗震规范;地面运动;地震烈度;相干效应;相关特性;行波效应;工程实例;反应谱法;多点激励;空间结构;实用价值;加速度;谱强度;准确性
【作者】丰硕;项贻强;谢旭
【作者单位】浙江大学土木工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3;U442.55
【相关文献】
1.地震动功率谱实用模型的低频段合理性分析 [J], 江洋;石永久
2.完全非平稳地震动演化功率谱模型及其工程应用\r完全非平稳地震动演化功率谱
模型及其工程应用 [J], 杜东升;张伟;王曙光;刘伟庆
3.空间变化的地震动功率谱的实用模型 [J], 屈铁军; 王君; 王前信
4.空间变化的地震动功率谱的实用模型 [J], 屈铁军; 王君杰
5.新抗震规范地震动功率谱模型参数的研究 [J], 张治勇;孙柏涛;宋天舒
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桁式组合拱桥收缩徐变分析
工况 ２ 工况 ２
工况 ４ 工况 ５
在收缩徐变作用下 ， 不同斜杆 （ 刚度 ） 对结构影响差别 不同加载龄期对结构影响
３ ． ２ 模 型 结果 分析
１ ） 徐变 时间。 计 算模型时 ， 通过控制 的徐 变收缩天数 变化来分析其 对桁式 参 考文献 ： 西建筑 ， ２ ０ ０ ４ ， ３ ０ （ ９ ） ： ３ ０ － ３ １ ．
模 型大致 分为三种 ： 乘积模式 、 和式模 式 、 混合模式 。
３ 桁式组合拱桥收缩徐变分析
由于混凝 土桁式组合 拱桥从 结构 构造 到受力 以及 使用 期 间 的病 害都 具有很强 的规律 性 ， 因此 ， 具体桥 梁 的相关 分析结 果 和
认识往往 对其他桥梁具有很强的指导意义。
第３ ９卷 第 ｌ ８期 ２ ０ １ ３年 ６ 月
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ Ｅ Ｃ ＴＵ ＲＥ
山 西 建 筑
Ｖ０ １ ． ３ ９ Ｎ ｏ ． １ ８
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３
・１ ６ ５・
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ８ ・ ０ １ ６ ５ － ０ ２
３ ） 组织 相关人 员学 习既有 线施工 管理 办法 、 施工 方案 、 技术 ［ １ ］ 刘水林 ， 贾丰文． 顶涵技术在 电缆隧道施 工 中的应 用［ Ｊ ］ ． 山 ４ ） 现场施工必须指派专人驻站和工地防护 ， 发现隐患立即消除。 ［ ２ ］ 霍连祥． 既有 线顶 进 涵线路 加 固方法 浅析 ［ Ｊ ］ ． 科技咨询，
况 的劣化 。
２ 收缩徐 变 计算 基本 理论及 方 法
徐变计算 理论主要分为 ： 老化理论 、 先天理论 、 混合理论 。 徐变计算 理论计算方法 ： 虽然混凝 土的收缩 徐变机 理没有被 完全 掌握 ， 但是在过去 的 ２ ０年 间， 基于大 量 的收 缩徐变试 验数 据 的采集 、 计算机数据 库 的建立 、 计算 统计程 序 的开发 以及对 于 收 缩徐 变的化学 物理过 程 的逐 渐认 识 ， 使 进一 步准 确地认 识 、 分 析
桁架-拱模型用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算分析
ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｓ ｈｅ ａ ｒ ｃ ａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ ｍ ｕｌ ａ ｉ ｎ ＡＣＩ ３１ ８ — ０８， ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ Ｕｎ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｓｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｂ ｕｉ ｌ ｄ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｄｅ ｗａ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎｓ ｅ ｒ ｖａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｈａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄａ ｒ ｄ ｏｆ Ｃｈ ｉ ｎａ ． Ｔｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｉ ｎｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈｅ ａ ｒ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｒ ｕｓ ｓ — ａ ｒ ｃ ｈ ｍｏｄ ｅ ｌ ｃ ａ ｎ ｂｅ ｕｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｍｐｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｓ ｈｅ ａ ｒ ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎｇ ｃ ａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｒ ｅ ｉ ｎｆ ｏｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｂ ｅ ａ ｍｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ： ｒ ｅ ｉ ｎｆ ｏｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｂｅ ａ ｍ ；ｓ ｈｅ ａ ｒ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ；ｔ ｒ ｕｓ ｓ — ａ ｒ ｃ ｈ ｍｏ ｄｅ ｌ ；ｃ ｏｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ —
ｍｏ ｄｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｇ ｏｏ ｄ ａ ｇ ｒ ｅ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａｌ ｄ ａ ｔ ａ ｗａ ｓ
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,
径为 桥
[’
米
、
矢 跨 比 为 从 的析 架 拱桥 及苏州市 一 座跨径 为 6。 米
、
、
矢跨比 为 拓的 觅渡
,
l
分 别用 电算 方法 计 算 了主 要杆 件截 面的 内力影响线及跨 中截面最 大 弯矩 与轴 力值
1] 并把计 算结 果与文献 〔
.
12 ]
、
13 1 之手 算结 果进 行了比较 图 1 给出 了采用 电算方 法时
、
·
,
析架 拱 片各杆单 元的 划分及结点 单元 编 号图 图 2 给 出了 劝 米跨各主 要杆件影响 线计 算结果 的 比较 表 1 还 给出各种跨 径 矢跨 比情形 下 析 架拱桥 跨中截面 最 大弯矩 与 轴力
、
。
,
.
值 的 比较 表
.
3犷 J ,
a
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2
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1
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力 程 工
刊 增 》 学
年 7 9 1
表
引
《 工 程 力 学》 增刊
9 97 年 1
二
、
实例分析及 比较
、
矢跨 比的变化 情况 本 文选 取 了 2」 一 1 1的 一 座净跨 文献 〔 分 加 曾经 析过 的 座净跨径 为 米 矢跨 比为 肠的析架拱桥及文献 1
、
为 了探讨 电算和 手算两种 计 算 图式 的误差及随 跨径
44 80 8