老式石拱用LUSAS通过评估

• 石拱结构

• 线性和非线性分析

• 证明了结构的负载能力

Sheffield City Council’s Design and Property (Structures Division)使用LUSAS Bridge从事高桥的评估（强度）检验。该桥代表了它的拥有者林肯郡县议会，是一座13世纪的、由四部分组成的拱桥。该高桥承载了林肯郡主要的步行通道，以前已经被评估了两次，得到了相矛盾的结果。LUSAS的分析提供了第三种独立的评估，证明了结构对于施加荷载是安全的。

早期**种分析断定，由于砌石中的许用张力已经被超过，桥梁将不能承载步行荷载。接下来，Lincolnshire郡议会使用‘line of thrust’方法，在正常使用极限状态名义荷载作用下，实施了一个内部评估。不像**个分析，这次采用了铰的形成作为破坏的标准，意味着张力的容许度等同于**个铰的形成。这次评估认为结构通过了分析。用Lincolnshire的方法来确定结构的破坏，比以张力的开始作为标准更合理，因为许多石拱已经经历了张力，但仍然保持完好的结构。因为这个原因，Sheffield在LUSAS中使用平面应力混凝土模型，来模拟石块的特性。由于问题考虑的主要是结构的安全性，因此应该在在***限状态而不是正常使用极限状态下，对模型进行分析。

使用这种方法将追踪作为名义荷载的裂缝形成，即没有部分的荷载因子，在每项分析之间模型的人工调整逐渐被施加。在运行过程中重新对结构刚度进行评估是有必要的，因为随着荷载的增加和结构的弱化，模型中裂缝将发展并蔓延开。随着模型的发展，荷载因子将逐步增大。这个过程将使它达到满意的值。为了减小处理时间，在全面非线性分析前先进行一系列线性的分析。

*初的线性分析表明，对计划区域的四分之一部分施加行人荷载，所产生的不平衡效应是*小的。分析也表明，*坏的荷载工况是5KN/m²的行人荷载。这将使简单的三维四分之一模型在随后被采用，并提供较快速的结果。

附加的线性分析发现支撑条件对结构破坏的方式是紧要相关的。*初的建模带有考虑竖向沉降的刚性支撑，结构的“脚”将在加载状态的早期已经发生破坏。真实的刚性支撑被认为是不现实的，因此将考虑弹簧支撑，来解决太早的脚的破坏。*后精炼弹簧的横向约束。因为完全刚性是不现实的，而且它已经引起结构支脚的问题，所以这些弹簧取代早期的刚性支撑。

模型改变累积的影响将使结构的荷载因子达到3.43，这个值是令人满意的，它证明了高桥结构对行人荷载是安全的。得到这个结果依靠上面的一些假设，也包括从周围土壤和邻近建筑得到的横向支撑。这一点要向客户说明清除，因为万一附近的施工或破坏工作将影响这一有利的土压力。

在这个分析中有关的假设如下：

• 假定一个统一的条件因子

• 侧向土压力是静止的地球土壤压力

• 仅有的活载是5KN/m²的行人荷载

• 假定线性的应力/应变模型，但对于砌石，抛物线外形是*有可能的

• 砌石的耐压强度考虑为15N/mm²

• 接受张力和铰的形成

当分析在第n次迭代时不能收敛，那么认为分析失败。被额定荷载分割的第n-1次迭代时的荷载，给出了一个荷载因子的值。这暗指在这种方法中开裂是允许的，它作为是一个或更多铰的形成但不是一个机制。