设置反拱加固的拱结构力学性能研究

提出了一种设置反拱结构的拱桥加固方法,该方法是通过在主拱圈拱肋下方设置反拱,在反拱和拱肋之间用竖杆相连,并通过抗弯预埋件和抗剪锚栓把反拱的拱脚和拱肋连接,使反拱结构和原主拱圈共同形成结构受力体系。本文基于有限元参数分析方法,通过设置6个不同参数:拱的矢高f1、拱的拱轴系数m1、反拱的矢高f2、反拱的拱轴系数m2、反拱与待加固拱的等效半径比i、反拱纵向长度与待加固拱的总跨径的比值Kr,以考虑不同拱桥、反拱结构参数对原拱桥关键截面内力、跨中挠度及整体屈曲系数的影响。基于大量计算数据的参数拟合,分别获得跨中弯矩、跨中挠度、拱脚弯矩、拱脚推力、整体屈曲系数的拟合表达式。通过对拟合数据的分析,获得了反拱加固的拱桥结构力学特性的相关变化规律。最后对一个100m跨径拱桥进行加固计算分析,结果表明:本文提出的加固方法不但可以显著提高待加固桥梁的整体刚度与稳定性,而且可有效地降低主拱关键截面的内力。     

等截面抛物线无铰拱挠度影响线实用解析解

为解决弧长微分表达式复杂导致抛物线拱挠度解析计算繁琐的难题,采取有简单弧长微分表达式的近似曲线拟合抛物线的方法,通过以沿曲线的曲率和为量化指标评价3种曲线(直线)的拟合度,最终得出悬索线拟合度最优的结论。在此基础上,利用基本力学原理,推导出抛物线无铰拱挠度影响线解析计算公式,最后应用于实例,并与有限元分析结果进行对比。算例结果表明,公式计算与有限元分析结果最大相差不超过1%,具有非常高的工程精度,可用于工程实践。