三、加固原理
(一) 首先分析危舊雙曲拱橋內(nèi)力分析的特點(diǎn):
危舊雙曲拱橋內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)狀態(tài)下的內(nèi)力分析是有明顯區(qū)別的。設(shè)計(jì)狀態(tài)下,確定了跨度、矢高及拱軸系數(shù)后,只要帶入相應(yīng)的計(jì)算公式中就可以計(jì)算出拱圈主要截面的內(nèi)力。危舊雙曲拱橋,由于施工、損傷等原因,可能使主拱圈的拱軸線發(fā)生了較大的偏離,拱軸線不再是設(shè)計(jì)線形,而變?yōu)橐粭l不規(guī)刻的曲線。這時(shí)如果還代入按設(shè)計(jì)線形推導(dǎo)出的內(nèi)力計(jì)算肯定會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏差太大。另外,雙曲拱橋拱上建筑往往采用腹拱,腹拱拱腳存在較大的水平推力,其水平推力和主拱圈中的拉力形成一個(gè)力偏共同抵抗外力矩考試大精心編輯。
所以拱上建筑采用腹拱的雙曲拱橋的聯(lián)合作用是較強(qiáng)的。然而,在傳統(tǒng)拱橋的內(nèi)力分析方法中,是把主拱圈的計(jì)算和拱上建筑的計(jì)算分解開來,假定全部外荷載由主拱圈承受,而拱上結(jié)構(gòu)只是作為把荷載傳遞給主拱圈的局部受力構(gòu)件,不與主拱圈共同作用。這樣處理肯定使計(jì)算結(jié)果誤差較大。所以危舊雙曲拱橋的內(nèi)力分析一般不適合采用傳統(tǒng)的內(nèi)力分析方法。針對(duì)危舊雙曲拱橋內(nèi)力分析的特點(diǎn),用有限元法來分析其內(nèi)力是可行的。全橋建立統(tǒng)一的有限元模型,采用適當(dāng)?shù)倪B結(jié)方式把拱上建筑和主拱圈聯(lián)系在一起,模擬拱上建筑和主拱圈聯(lián)合作用,對(duì)于既有雙曲拱橋,可側(cè)出實(shí)際拱軸線的位置,用實(shí)際拱軸線建立模型,大大提高了計(jì)算精度。
。ǘ 建立危舊雙曲拱橋有限元分析模型的方法:
建立危舊雙曲拱橋有限元分析模型主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
、匐p曲拱橋的主拱圈變形較大時(shí),建模應(yīng)采用拱軸線的實(shí)側(cè)坐標(biāo);
、诳紤]拱上建筑的聯(lián)合作用;
雙曲拱橋由于腹拱的存在,聯(lián)合作用往往是較強(qiáng)的,所以,建模時(shí)應(yīng)考慮腹拱的作用。實(shí)腹段以及腹拱上方的填料基本土不能承受彎矩,所以這部分可以簡(jiǎn)化為兩端與橋面及主拱圈鉸接的桿單元。拱上建筑中橫墻一般具有較大的剛度,而且和主拱圈剛性連接,所以模型中橫墻可以簡(jiǎn)化為和主拱圈剛性連接的梁?jiǎn)卧?
、蹖(duì)于多孔雙曲拱橋需考慮連拱作用的影響;
多孔雙曲拱橋在荷載作用下,各拱墩結(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角。橋墩結(jié)點(diǎn)的水平位移和轉(zhuǎn)角會(huì)引起拱圈內(nèi)力的改變,這種作用稱為連拱作用。當(dāng)橋墩和主拱圈剛度比較小時(shí),連拱作用是非常明顯的。建模時(shí)多孔拱橋應(yīng)該建立統(tǒng)一的模型,模型中也應(yīng)該包括中間橋墩;
④如果主拱圈已局部開裂。則應(yīng)按不同的情況分別考慮。開裂不嚴(yán)重,可按土拱圈剛度折減來計(jì)算;開裂嚴(yán)重,裂縫甚至已沿全截面貫通,則該截面已成為一個(gè)鉸,結(jié)構(gòu)體系就發(fā)生了根本改變,應(yīng)重新建模。
(一) 首先分析危舊雙曲拱橋內(nèi)力分析的特點(diǎn):
危舊雙曲拱橋內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)狀態(tài)下的內(nèi)力分析是有明顯區(qū)別的。設(shè)計(jì)狀態(tài)下,確定了跨度、矢高及拱軸系數(shù)后,只要帶入相應(yīng)的計(jì)算公式中就可以計(jì)算出拱圈主要截面的內(nèi)力。危舊雙曲拱橋,由于施工、損傷等原因,可能使主拱圈的拱軸線發(fā)生了較大的偏離,拱軸線不再是設(shè)計(jì)線形,而變?yōu)橐粭l不規(guī)刻的曲線。這時(shí)如果還代入按設(shè)計(jì)線形推導(dǎo)出的內(nèi)力計(jì)算肯定會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏差太大。另外,雙曲拱橋拱上建筑往往采用腹拱,腹拱拱腳存在較大的水平推力,其水平推力和主拱圈中的拉力形成一個(gè)力偏共同抵抗外力矩考試大精心編輯。
所以拱上建筑采用腹拱的雙曲拱橋的聯(lián)合作用是較強(qiáng)的。然而,在傳統(tǒng)拱橋的內(nèi)力分析方法中,是把主拱圈的計(jì)算和拱上建筑的計(jì)算分解開來,假定全部外荷載由主拱圈承受,而拱上結(jié)構(gòu)只是作為把荷載傳遞給主拱圈的局部受力構(gòu)件,不與主拱圈共同作用。這樣處理肯定使計(jì)算結(jié)果誤差較大。所以危舊雙曲拱橋的內(nèi)力分析一般不適合采用傳統(tǒng)的內(nèi)力分析方法。針對(duì)危舊雙曲拱橋內(nèi)力分析的特點(diǎn),用有限元法來分析其內(nèi)力是可行的。全橋建立統(tǒng)一的有限元模型,采用適當(dāng)?shù)倪B結(jié)方式把拱上建筑和主拱圈聯(lián)系在一起,模擬拱上建筑和主拱圈聯(lián)合作用,對(duì)于既有雙曲拱橋,可側(cè)出實(shí)際拱軸線的位置,用實(shí)際拱軸線建立模型,大大提高了計(jì)算精度。
。ǘ 建立危舊雙曲拱橋有限元分析模型的方法:
建立危舊雙曲拱橋有限元分析模型主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
、匐p曲拱橋的主拱圈變形較大時(shí),建模應(yīng)采用拱軸線的實(shí)側(cè)坐標(biāo);
、诳紤]拱上建筑的聯(lián)合作用;
雙曲拱橋由于腹拱的存在,聯(lián)合作用往往是較強(qiáng)的,所以,建模時(shí)應(yīng)考慮腹拱的作用。實(shí)腹段以及腹拱上方的填料基本土不能承受彎矩,所以這部分可以簡(jiǎn)化為兩端與橋面及主拱圈鉸接的桿單元。拱上建筑中橫墻一般具有較大的剛度,而且和主拱圈剛性連接,所以模型中橫墻可以簡(jiǎn)化為和主拱圈剛性連接的梁?jiǎn)卧?
、蹖(duì)于多孔雙曲拱橋需考慮連拱作用的影響;
多孔雙曲拱橋在荷載作用下,各拱墩結(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生水平位移和轉(zhuǎn)角。橋墩結(jié)點(diǎn)的水平位移和轉(zhuǎn)角會(huì)引起拱圈內(nèi)力的改變,這種作用稱為連拱作用。當(dāng)橋墩和主拱圈剛度比較小時(shí),連拱作用是非常明顯的。建模時(shí)多孔拱橋應(yīng)該建立統(tǒng)一的模型,模型中也應(yīng)該包括中間橋墩;
④如果主拱圈已局部開裂。則應(yīng)按不同的情況分別考慮。開裂不嚴(yán)重,可按土拱圈剛度折減來計(jì)算;開裂嚴(yán)重,裂縫甚至已沿全截面貫通,則該截面已成為一個(gè)鉸,結(jié)構(gòu)體系就發(fā)生了根本改變,應(yīng)重新建模。
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