中承式拱桥的简化分析计算

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随着我国经济建设的发展和人们生活水平的提高,人民对自己所居住的环境和人文景观的要求也越来越高。因此,造型新颖、曲线流畅的拱式桥梁结构在城市桥梁建设中获得广泛的采用。近年来我国已相继建成的一些结构新颖、形式各异倾斜式组合拱式桥梁,为城市的景观增添了特色。目前对钢管混凝土系杆拱桥的研究有很多,而对组合拱桥的研究则相对还较少,特别是系统地对中承式组合拱桥的研究就更少,因此对这类拱桥的研究就显得很有必要。本文从研究分析拱的转角位移方程入手,参考结构力学中对直杆转角位移方程的研究,得出了在平面坐标系中二次抛物线形拱和圆弧形拱在两端固定的情况下的内力方程式,并且采用有限元软件Midas对其进行了分析和校核。然后按照中承式拱桥常见的受力形式,将均布荷载通过吊杆和立柱传递给拱肋,研究作用在拱肋上的均布荷载作用下中承式拱的内力方程。通过在中承式拱桥的拱肋与主梁的交接处施加刚臂的方法,利用力学原理中的转角位移方程对中承式拱桥内力进行了计算。同时采用了有限元软件建立模型对得到的内力方程进行分析校核。文章最后考虑多拱肋的组合体系形式,按照当前工程实际中常见的中承式拱桥形式,运用传统的弹性支承连续梁法计算出桥梁的横向分布系数。然后将荷载按照横向分布系数分配到单片拱肋进行了计算,结合之前所得内力方程得出了多拱肋中承式拱桥的内力计算公式。本文利用有限元软件Midas进行分析校核证明了公式推导的准确性,最终得出的结论为实际工程中的中承式拱桥设计提供了参考依据。
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