关于悬链线无铰拱桥的恒载内力计算述评

当圬工拱桥向大跨径发展的时候,它的拱轴线就开始采用悬链线。工程实践证明,采用悬链线拱轴是经济合理的,可靠的。但是,关于悬链线无铰拱桥的恒载内力计算却经历了一个认识、发展和完善的过程。截至目前为止,恒载内力计算方法有四种之多,现分述如下:     

确定实腹式悬链线拱设计拱轴线的简便方法

在介绍通过试算来确定实腹式悬链线拱设计拱轴线的基础上，给出通过调整拱上恒载来确定设计拱轴线的简便计算方法及其公式。     

确定实腹式悬链线拱设计拱轴线的简便方法

本文在介绍通过试算来确定实胜利式悬链线拱设计拱轴线的基础上，给出通过调整拱上载来确定设计拱轴线的简便计算方法及其公式。     

确定实腹式悬链拱设计拱轴线的简便法

本文在介绍通过试算来确定实腹式悬链线拱设计拱轴线的基础上，给出通过调整拱上恒载车确定设计拱轴线的简便计算方法及其公式。     

空腹式悬链线拱桥恒载内力计算的修正

空腹式拱桥大都采用悬链线作为其拱轴线,但计算空腹式悬链线拱的恒载内力时常采用与实腹式是链线拱相同的计算方法,即把空腹拱恒载通过“五点重合法”,简化为一个假想的实腹拱恒载来进行计算。显然,这样计算所得的结果与实际情况有一定的出入,而且这种出入往往是不能忽视的(参见文献[1])。现提出一种较为简便的方法来修正上述计算所产生的偏差。     

悬链线拱上实腹段面积及重心计算实用方法

提出了悬链线拱上实腹段恒载按部分悬链线计算的方法,并为该计算方法作了相应的计算表格,使该方法应用方便,可操作性强。该计算方法更符合拱上实腹段的描述,比现行公路设计手册的计算方法精度高,与精确值接近。     

常用拱轴线的设计研究

论证了悬链线和抛物线作为合理拱轴线的充分条件,探讨了拱轴系数m与y1/4/f之间、m与矢跨比之间的关系,分析了空腹式拱桥设计中选用悬链线拱轴线时综合考虑m、y1/4/f、f/l的匹配问题。     

荷载法在拱桥设计中的应用

在中、小跨径拱桥设计中，悬链线被较多地作为拱轴线，但目前确定拱轴系数的常规方法有其不足之处。荷载法用于拱桥设计中拱轴系数的确定，可弥补常规方法的不足，对提高拱桥设计的计算效率和精度有一定的参考和应用价值。     

某大跨度系杆拱桥的参数分析

以某大跨度系杆拱桥为背景,对系杆拱桥的内倾角、拱轴线和矢跨比进行参数分析.重点讨论了不同拱肋内倾角下拱桥受力、合理拱轴线的选择和不同矢跨比对结构受力的影响,分析结果表明拱肋内倾角对拱肋的面外稳定影响较大;拱肋内倾角度加大,横撑线刚度增强,,可以增大拱肋面外稳定安全系数;1/4L拱肋截面为拱肋控制截面,悬链线方案拱肋截面受力最好;随着矢跨比的降低,拱肋面外稳定安全系数下降.     

等截面空腹式拱桥恒载压力线的参数方程解析解及其运用

基于主拱圈自重表示为沿弧长方向的均布荷载,桥面恒载表示为沿跨度方向的均布荷载,建立平衡微分方程,引入参数解微分方程得到等截面空腹式拱桥压力线的解析解,计算方便、简洁,力学概念清晰。经过算例证明:选用该压力线作为拱轴线时主拱圈各截面恒载弯矩接近于0。同时,研究了采用悬链线和抛物线来拟合等截面空腹式拱桥压力线的情况,当选取的拱轴系数合适时,采用悬链线来拟合压力线是合适的。在求得等截面空腹式拱桥压力线解析解的基础上,还研究了荷载形式和矢跨比对压力线线形的影响。     

一种新型的拱轴线及拱圈优化设计

传统的悬链线只能优化拱圈上五个点的内力，本文提出采用二次样曲线作为拱轴线，可控制任意两个点的恒载甚至活载内力，在此给出了基于计算机实现的拱圈优化设计方法。     

悬链线拱桥实腹段恒重的精确解答

本文分别导出了悬链线与腹拱圆弧线交点的坐标计算、悬链线拱拱上侧墙面积及其重心计算以及计算拱上侧墙体积的精确公式,通过算例说明了现行公路设计手册《拱桥》中的有关公式在某些情况下具有不容忽视的误差。为了方便计算,笔者还利用计算机编制了计算用表可供查用。     

南浦溪特大桥主拱顺利合龙

正2019年7月4日,主跨258m的上承式钢管混凝土拱桥——南浦溪特大桥主拱顺利合龙(见图1)。南浦溪特大桥为浙江省文(成)泰(顺)高速公路控制性工程之一,跨越珊溪水库和峃院线,采用主跨258m上承式钢管混凝土拱桥,计算矢高56.087m,计算矢跨比1/4.6。主拱轴线为悬链线,拱轴系     

拱桥极限跨径研究

以拱肋材料的强度为限定条件，研究恒载下分别以抛物线、悬链线作为合理拱轴线时拱桥的极限跨径。并以此为基础，就极限跨径下拱桥的最佳矢跨比范围进行讨论。     

斜拉桥无应力索长实用迭代算法

通过选取合理的斜拉索参数,分析了基于抛物线理论、非弹性悬链线理论和弹性悬链线理论计算无应力索长的精确度;同时给出了基于牛顿迭代法求解弹性悬链线理论非线性方程组的详细步骤,得到了较高精度的无应力索长。该方法操作简单,计算精度高,能为设计人员计算精确拉索参数提供有效便捷的手段。     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法:悬链线法、抛物线法和有限元法,推导了悬链线法弹性伸长的计算公式,推导出了斜拉索精确的计算公式.结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题,运用3种方法对3根代表性的索进行了计算,分析了3种方法的优缺点.     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法：悬链线法、抛物线法和有限元法，推导了悬链线法弹性伸长的计算公式，推导出了斜拉索精确的计算公式。结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题，运用3种方法对3根代表性的索进行了计算，分析了3种方法的优缺点。     

大跨径拱桥拱轴线允许偏差的探讨

针对大跑径拱发展中拱轴线允许偏差问题进行探讨。指出以设计拱轴线为基础来评定、控制偏差的不足。建议以恒载压力线为基础来评定、控制偏差。通过理论分析推导出实桥恒载压力线的计算方法。根据这一方法，计算了典型拱轴线偏差对内力的影响。     

求解合理拱轴线的加权能量方法

通过构造一种基于拱轴线变形能的多参数拱轴线优化方法,以处理控制参数较少的函数曲线难以使拱轴线与压力线重合的问题。该方法以加权能量函数作为优化目标,运用样条曲线逼近主拱圈压力线,并建立主拱圈位移影响矩阵来计算主拱圈的位移调整量。加权能量方法将各个单元的弯曲变形能总和作为优化目标,通过给予每个位置的单元弯曲变形能不同的加权系数来达到调整拱轴线上各点的弯矩分布的目的。算例分析说明求解的拱轴线坐标是合理的,应用平均加权和高斯加权方法可有效减少主拱圈弯矩。     

山区柔性吊桥主缆线形计算方法研究与应用

对悬链线方程的参数通过数值迭代求解而确定.通过实例分析比较山区柔性吊桥主缆曲线参数方程选取抛物线相对于悬链线计算主缆索长的误差值.当矢跨比f/l较小时,误差值相对较小,为简化计算,可用抛物线近似替代悬链线.但若矢跨比f/l较大时,则应采取措施来解决计算误差问题,建议使用悬链线参数方程计算主缆索长.