二穩(wěn)定性驗算課件

1、（二）穩(wěn)定性驗算 拱是以受壓為主的構(gòu)件，無論是施工過程中，還是成橋運營階段，除要求其強(qiáng)度滿足要求外，還必須對其穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。拱的穩(wěn)定性驗算分為縱向（面內(nèi)）和橫向（面外）兩方面。大、中跨徑拱橋是否驗算縱、橫向穩(wěn)定與施工過程有關(guān)：有支架施 工，其穩(wěn)定與落架時間有關(guān)，拱上建筑砌筑完后落架，可不驗算縱 向穩(wěn)定當(dāng)主拱圈寬度較大（如小于跨度的1/20），則可不驗算拱的橫向 穩(wěn)定性隨拱橋所用材料性能的改善和施工技術(shù)的提高，拱橋跨徑不斷增大，主拱的長細(xì)比越來越大，施工和成橋運營狀態(tài)穩(wěn)定問題非常突出。1、縱向穩(wěn)定驗算N對于長細(xì)比不大，且f/l在0.3以下的拱，其縱向穩(wěn)定性驗算一般可以表達(dá)為強(qiáng)度校核的形式，即將

2、拱圈（肋）換算為相當(dāng)長度的壓桿，按平均軸向力計算，以強(qiáng)度效核控制穩(wěn)定，對磚、石及混凝土主拱圈（拱肋），其驗算公式為：式中：Nj為按式（12124）左邊計算的平均軸力，其中荷載在 結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的效應(yīng)可采用在計算荷載下的評均軸向力，即：其中f對磚、石及混凝土主拱圈自重產(chǎn)生軸力汽車產(chǎn)生軸力為受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，中心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)按公路橋 梁設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定采用，主拱為偏心受壓構(gòu)件時，按下式計算式中：為與砌體砂漿有關(guān)的系數(shù)，對于5號、2.5號、1號砂漿， 分 別采用0.002、0.0025、0.004；對混凝土通常采用0.002對矩形截面非矩形截面拱穩(wěn)定計算長度（換算為直桿的長度）=0.3

3、6s 無鉸拱=0.54s 雙鉸拱=0.58s 三無鉸拱矩形截面偏心受壓構(gòu)件在彎曲平面內(nèi)的高度；彎曲平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)半徑。2、橫向穩(wěn)定性檢算寬跨度比小于1/20的拱橋、肋拱橋、特大跨拱橋以及無支架施工的拱圈均存在橫向穩(wěn)定問體，設(shè)計時必須檢算，檢算公式如下：式中：K2為縱向穩(wěn)定安全系數(shù)： 拱橫向失穩(wěn)時的平均臨界軸力；對于板拱或采用單肋合龍時的拱肋，可以近似地用矩形等截面拋 物線雙鉸拱在均步豎向荷載作用下的橫向穩(wěn)定公式來計算臨界力其中： Iy為主拱截面對豎直軸的慣性矩 k2為臨界推力系數(shù)，與拱的支承條件及失跨比等有關(guān)，可參照 表129選用對于具有橫向連接系的肋拱橋，其橫向穩(wěn)定計算非常復(fù)雜，一般采用電算程

4、序計算3、剛度驗算（三）動力性能驗算荷載拱肋（箱）自重力拱肋（箱）與底板與模板的粘著力，按1.5kN/m2計拱肋超重拱肋吊運過程（從預(yù)制場至懸掛位置）驗算荷載拱肋（箱）自重力拱肋超重計算中應(yīng)計入1.2的吊裝動載系數(shù)吊點一般與脫模支點相同 吊運時，一般采用兩個支點，如拱肋上下對稱配筋，其吊點位置一般設(shè)值在離各段拱肋（箱）端頭的0.22 0.24 處，并應(yīng)位于拱肋（箱）彎曲平面形心軸以上，以防止拱段吊運中側(cè)翻。 為保證吊點位于拱肋（箱）彎曲平面形心軸以上，對于園弧拱，要求各段拱肋的吊環(huán)離中心線的距離 滿足下式：對于懸鏈線，每段可近似按園弧考慮2、拱肋懸掛內(nèi)力計算 以分三段吊裝并用一根扣索懸掛邊跨拱

5、肋為例介紹，對于采用多段施工的拱橋，計算原理基本相同。（1）邊段拱肋懸掛時扣索的計算扣索拉力T1、拱腳的水平反力H1和拱腳的豎向反力V1，可按下式計算由則拱肋自重為扣索與水平線的夾角， 由于扣索的拉力隨的減小而增大，因此（2）邊跨拱肋懸掛時自重內(nèi)力計算任意截面的i 內(nèi)力可按下式計算彎矩豎直力水平力軸向力（3）邊段拱肋（箱）在自重和中段拱肋自重R共同作用下的內(nèi)力計算中段拱肋吊裝合攏時，對邊段懸臂端部的作用力大小很難準(zhǔn)確確定。目前，一般按中段拱肋自重的1525作為中段合攏時對邊段懸臂端部的作用力（R）。由右圖，可以計算出在R作用下，扣索拉力 、支點水平反力 、豎向反力 為：任意截面 i 的內(nèi)力為:

6、彎 矩：軸向力：（4）邊段拱肋重力和中段拱肋重力R共同作用的內(nèi)力彎 矩：軸向力：（5）中段拱肋安裝時的內(nèi)力計算受力特點：中段拱肋在吊裝合攏時，由于起重索放松過程很慢，往往在起重索部分受力的情況下，接頭與拱座逐漸頂緊，拱肋已受軸向力作用，因此在設(shè)計時，雖然中段拱肋仍按簡支于兩邊段懸臂端的梁來計算，但計算荷載則按中段拱肋自重的3050計算，計算的均布荷載為：4、施工加載撓度的計算和控制 施工加載程序確定后，還應(yīng)計算施工加載各工序相應(yīng)的各點撓度值，以便在施工過程中控制拱軸線的變形情況。當(dāng)實測撓度過大或出現(xiàn)不對稱變形等異?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即分析原因，采用措施，及時調(diào)整加載程序。撓度的控制一般以拱頂、l/4，l/8點作為觀測點。（二）懸臂拼裝施工過程