按照《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004》规定,在钢精架拱桥上施加汽车荷载。均布荷载标准qk=10.5 kN/m同时作用于四车道,集中荷载Pk =360kN分别作用于竖向位移最不利活载位置和轴向应力最不利活载位置。
按上文本设计主拱圈的截面形式,上弦杆截面面积大于下弦杆截面面积,改变了上弦杆所受轴力大于下弦杆所受轴力的自然受力状态,能够合理分配受力,充分使用材料。同时,弦杆轴向应力是优化需要考虑的重要因素之一。同一列数据比较,构件竖向位移远大于水
平位移。因此,优化过程中将最大轴向应力和最大竖向位移设为状态变量。
结构验算
将杆件按照轴心受力构件考虑,轴心受力杆件的强度承载力是以截面的平均
应力达到钢材的屈服应力为极限。强度计算公式:
∝=N/A≤[∝]
式中:N为构件轴心拉力或压力设计值: [∝]为钢材的轴向应力容许值,本文采用16Mn钢材,按照《公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86》,[∝]为200MPa;A为验算截面的计算面积。