斜背式拱座基底应力计算方法技术

本发明专利技术关于一种斜背式拱座基底应力计算方法，对拱座承受的力和弯矩进行转换，包括轴压力N、纵向剪力Fx、水平剪力Fz、纵向弯矩Mz、横向弯矩Mx以及扭矩My，然后根据受力平衡在拱座斜面和垂直于其的假象面进行力和力矩的分配，即可直接利用偏心受压矩形截面的应力公式计算出拱座斜面和假象面上任一一点的应力，拱座斜面、假象面和基底水平面形成直角三角形几何关系，可根据几何投影关系、竖向受力平衡和弯矩平衡，计算出基底水平面上任一点的基底应力，极大简化了计算过程，该方法按传力路径最直接的方向对拱座基底应力求解，求解结果也为拱座基底的实际应力，而不是分力，计算方法简单适用。单适用。单适用。

【技术实现步骤摘要】
斜背式拱座基底应力计算方法


[0001]本专利技术涉及桥梁工程
，特别是一种斜背式拱座基底应力计算方法及拱座、桥梁。

技术介绍

[0002]受山区地形的限制，大跨度拱桥建设越来越多，而拱座在整个拱桥受力体系中起着承上启下的作用，其重要性不言而喻。在拱座形式的选择中，主要有扩大基础和桩基础两类。由于拱座承受拱圈传递的水平力也较大，所以桩基础拱座需设计成斜桩或者是水平桩+竖直桩的拱座方案，但斜桩和水平桩施工相对较麻烦，所以更多的拱桥建设者更倾向于扩大基础拱座。
[0003]由于拱座主要受斜向推力，从受力和经济性角度出发，拱桥设计者越来越多的采用斜背式的扩大基础拱座。扩大基础拱座的尺寸与基底应力的大小息息相关，但扩大基础拱座与基础往往有多个接触面，其基底应力的大小较难准确计算，目前常用的计算方法有《墩台与基础》设计手册的方法、变形协调法以及实体有限元法。
[0004]《墩台与基础》设计手册的方法是将扩大基础垂直投影到基础底面的水平面进行计算，并不考虑基础背面对地基的影响，通过底面摩擦力来平衡拱座所受的水平推力，由于忽略了基础背面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜背式拱座基底应力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将拱座承受拱圈传递的力和弯矩以及拱圈自重向拱座斜面上进行转换，转换后的力和力矩包括轴压力N、纵向剪力Fx、水平剪力Fz、纵向弯矩Mz、横向弯矩Mx以及扭矩My；S2、以拱座斜面作为受力面一，以与受力面一垂直的假象面作为受力面二，通过受力平衡将转换后的力和力矩分配至受力面一和受力面二上，受力面一上共承受一个轴压力N1、纵向弯矩M1、横向弯矩T1，受力面二上共承受一个轴压力N2、纵向弯矩M2、横向弯矩T2；S3、受力面一和受力面二上任一一点(x，y)的应力计算采用偏心受压矩形截面的应力公式进行计算：式中：N为轴压力，A为截面面积，M为顺桥向弯矩，I
xx
为顺桥向惯性矩，T为横桥向弯矩，I
yy
为横桥向惯性矩；S4、基底水平面即受力面三的投影面为受力面一的部分面和受力面二，根据竖向受力平衡和弯矩平衡得到，受力面三上的轴压力N3、纵向弯矩M3和横向弯矩T3为：N3＝N1·
COS(θ)+M2·
SIN(θ)M3＝M1+M2T3＝T1·
COS(θ)+T2·
SIN(θ)受力面三上一点(x，y)的应力为：S5、将各受力面上力、力矩的相互关系以及三个受力面之间的几何关系带入上式得到，受力面三上一点与其投影点上的应力关系如下：σ3＝σ
l
cos2(θ)+σ2sin2(θ)根据上式，依据投影面上的应力求出拱座基底水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松涛，毛嘉川，宋随弟，陈克坚，王聪，谭晟，张扬，任政，汪洋，张超，万沐聪，夏世林，吉孔东，李光川，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：