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拱冠梁法

拱梁试载法的简化方法。拱梁试载法将拱坝分为悬臂梁和水平拱两个体系,利用梁和拱在各交点上变位一致的条件,求得梁和拱分配的荷载及其应力。拱冠梁法仅考虑拱坝的主要荷载——径向压力,并假定各层水平拱的径向荷载都是均布的,则各悬臂梁在同一高程的荷载都相等。在拱梁分载计算中,可仅选取一个中央悬臂梁——拱冠梁即可。拱冠梁法的计算图如图所示。一个单位宽度变载面的拱冠悬臂梁,可视为其一侧有若干弹簧支承。

拱梁试载法的简化方法。拱梁试载法将拱坝分为悬臂梁和水平拱两个体系,利用梁和拱在各交点上变位一致的条件,求得梁和拱分配的荷载及其应力。拱冠梁法仅考虑拱坝的主要荷载——径向压力,并假定各层水平拱的径向荷载都是均布的,则各悬臂梁在同一高程的荷载都相等。在拱梁分载计算中,可仅选取一个中央悬臂梁——拱冠梁即可。

拱冠梁法的计算图如图所示。一个单位宽度变载面的拱冠悬臂梁,可视为其一侧有若干弹簧支承。弹簧系数是各层水平拱在单位均布荷载作用下拱冠的径向变位,则弹簧的反力即是各层拱分得的荷载。悬臂梁的荷载,即等于总径向荷载减去拱的荷载。等截面圆弧拱在单位均布压力作用下拱冠的变位和各截面的内力,有现成的数表可查。目前均采用解代数方程的方法确定拱梁荷载分配,然后分别计算拱冠梁与各拱圈的内力和应力。

拱冠梁计算图

若河谷形状接近对称,各层拱的径向荷载分布虽不均匀,但相差不多。这种方法简单,费时较少。在初步设计阶段,因有很多方案作比较,采用拱冠梁法是合宜的。和精确法对比,靠近地基的部位,应力相差较多;其他部位相差较少(约5~15%)。

因拱冠梁位于对称面上,梁和拱在交接点的切向变位均为零。如要考虑梁拱扭转角度一致的条件,可与径向变位一致的条件一道列出代数方程求解,这就是考虑扭转作用的拱冠梁法。