合理拱轴线的确定

拱轴线如何 选取
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的选取原则
合理轴线与相应的三 铰拱的拱轴线相同。
在超静定 拱结构的设 计中，由于 多余力的存 在，其内力 与变形有关
忽略轴向变形
考虑轴向变形
拱中必将产生附加内 力而出现弯矩。
上述定义的合理 拱轴线存在吗
不存在
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的选取原则 对于超静定拱，在初步计算时，利用三铰 拱的合理拱轴线（这时各截面出现的弯矩数值 较小）加以调整（如“五点重合法”），可使 拱截面弯矩达到最小，获得“合理而实用”的 拱轴线。
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的工程应用—拱坝
自重
1
水压力
5 拱坝所受 的荷载
泥沙压力 4
3
对薄拱坝 而言，自重 的影响很小， 几乎可忽略不 2 温度 计，对中等厚 度拱坝和重力 拱坝来说，应 考虑自重的作 地震力 用。
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的工程应用—拱坝 在均布径向荷载作用下 水平面上的应力分布的 一般规律是 :
A下 o上 o下 A上
或
A下 o上 , A上 o下
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的工程应用—拱坝
合理的拱圈形式应当是压力线接近拱轴线，使拱 截面的压应力分布趋于均匀，从工程力学可知，当 单独一个拱圈在上游面承受匀布水压力时，其最合 理的形态为圆弧拱。但是对于拱坝来说，由于其结 构性能具有水平拱和垂直梁的作用，拱梁的系统共 同承担外荷载，且水平拱所分担的水压力部分往往 是非匀布的，通常是从拱冠向拱端逐渐减少的。因 此最经济合理的拱圈形大辩论就不一定是圆弧拱， 实际采用时需综合考虑经济、设计及施工等因素。
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线 定义 拱在给定荷载下只产生轴力的拱轴线， 称为与该荷载对应的合理拱轴线。 压力线与拱轴线重合，拱截面只受 轴向压力，弯矩和剪力为零，应力均 匀。 使得截面材料能充分发挥作用。
特点
优点
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线
拱轴线的常见类型
圆弧线
抛物线
悬链线
拱轴各点曲率相同，线 型简单；矢跨比较大时 ，与恒载压力线偏离较 大，拱圈受力不均；适 合于20m以下的小跨径拱 桥
公路拱桥恒载所占比重大,一般采用恒载压 力线作为拱轴线;特殊情况,活载较大时,如铁路 拱桥,可用恒载加一半活载的压力线作为拱轴线.
合理拱轴线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工程应用
合理拱轴线的工程应用—桥梁
包兰线东岗镇黄河桥为3孔53m上承式钢筋混凝土肋拱桥，全长221.9m， 设计载重中-26级，按地震烈度8度设防。该桥拱轴采用恒载压力线。拱肋为 两片工字形截面，拱上结构由刚架与桥面板组成。
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的工程应用—拱坝
德基水库双曲线的薄型拱坝
荣华大坝
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的工程应用—拱坝
二滩水电站: 抛物线双曲拱坝 双曲拱坝
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的工程应用—拱坝
拱 坝 的 工 作 特 点
拱与梁的共同作用 稳定性主要依靠两岸拱端的反力作用，因而对地 基的要求很高 拱是一种推力结构，承受轴向压力 拱梁所承受的荷载可相互调整, 因此可以承受超载 抗震性能好,不设永久性伸缩缝 几何形状复杂，施工难度大
均匀荷载下，二次抛 物线是拱的合理拱轴 线。适合于恒载分布 比较接近均匀的拱桥 。
是实腹拱桥的合理拱轴 线;由拱顶向拱脚连续分 布、逐渐增大；空腹拱 桥恒载压力线在腹孔墩 处有转折点。
。
合理拱轴线的工程应用
合理拱轴线的选取原则 原则：尽可能降低由于荷载产生的弯矩值 。
尽量减小拱圈截面弯矩,使截面在附加内力影响下 各主要截面的应力相差不大,并不出现拉应力 对于无支架施工,不用临时性施工措施,能满足各施 工阶段的要求 计算方法简便 线型美观,便于施工