基于能量变分原理推导系杆拱拱肋弯矩增大系数.pdf

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1、第3l卷第3期2014年3月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．31No．3Mar．2014doi：10．3969／j．issrL1002-0268．2014．03．012基于能量变分原理推导系杆拱拱肋弯矩增大系数尼颖升，徐栋(同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：系杆拱桥是拱肋、吊杆、系杆等组合共同受力的，针时这一受力特性，由能量变分原理推导出系杆拱拱肋的弯矩增大系数实用计算公式，以工程实例将所推公式与现行

2、桥规中偏心距增大系数的简化公式计算结果进行对比。结果表明，推导出的实用计算公式的计算结果与现行桥规按照裸拱简化为当量长度的直杆的计算结果相差12．9％～24．3％，所推公式在简化前后计算结果相差在1％左右，显示出简化后的计算公式有一定的经济实用性。所推公式中，系杆拱桥拱肋的弯矩增大系数随轴力增大而略显增大，且与约束条件及荷载形式相关，拱式结构中拱肋的偏心距增大系数与偏心受压直杆的偏心距增大系数有较大差别。关键词：桥梁工程；系杆拱桥；能量变分原理；偏心距增大系数；二阶效应中图分类号：U448．2文献标识码：A文

3、章编号：1002—0268(2014)03—0070—08DerivingMomentAmplificationCoefficientofTiedArchRibBasedonEnergy—variationalPrincipleNIYing—sheng，XUDong(SchoolofCivilEngneefing，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Thearchribs，hangerrodsandtierodsoftied—archbridgeare

4、commonlyforced．Accordingtothischaracteristic，thecalculationformulaofmomentamplificationfactoroftied—archribisderivedbasedonenergyvariationalprinciple．Theresultsoftheprojectexamplescalculatedbythederivedformulaandthesimplifiedformulaofeccentricityamplificati

5、onfactorincurrentbridgespecificationarecompared．Itshowsthat(1)thedifferenceofcalculationresultsbetweenderivedpracticalformulasandnakedarchsimplifiedequivalentstraightbarundertheexistingbridgespecificationis12．9％一24．3％；(2)beforeandaftersimplificationofthestr

6、ucture，thecalculationresultsbyderivedformulaisdeviatedaboutl％，whichmeansthederivedformulaiscomparativelyeconomicandpracticable；(3)themomentamplificationfactorincreaseswiththeincreaseofaxialforce，anditisrelatedtotheconstraintandloadform；(4)theeccentricityamp

7、lificationfactorsofeccentriccompressedbarandarchribinarchstructurehasgreatdifference．Keywords：bridgeengineering；tiedarchbridge；energyvariationalprinciple；eccentricityamplificationfactor；second—ordereffect0引言系杆拱桥的拱肋在恒、活载作用下，为偏心受压构件‘卜2

8、。文献[3]规定对长细比厶／r>17．5(r为

9、截面回转半径)的构件或矩形截面长细比厶／h>5(h为截面高度)、圆形截面长细比厶／d。>4．4(d。为截面直径)的构件，应考虑构件在弯矩作用平面内的变形对轴向力偏心距的影响(P一6效应)。收稿13期：2013—10一10基金项目：国家自然科学基金项目(51178335)作者简介：尼颖升(1984一)，男，河南漯河人，博士研究生．(niyingshen92008@aliyun．corn)第3期尼颖升，