橋梁工程II課程設(shè)計(jì)

1、2013級(jí)橋梁工程（）課程設(shè)計(jì)重慶交通大學(xué)橋梁工程（）課程設(shè)計(jì)2016年6月目 錄第一章 設(shè)計(jì)與要求11.1拱橋構(gòu)造11.2設(shè)計(jì)與計(jì)算要求1第二章 擬定各部分尺寸及用料22.1主拱圈22.2腹拱2第三章 選定拱軸系數(shù)43.1上部結(jié)構(gòu)幾何特性43.1.1主拱圈43.1.2拱上結(jié)構(gòu)53.2上部結(jié)構(gòu)恒重73.2.1主拱圈73.2.2拱上空腹段73.2.3拱上實(shí)腹段93.3驗(yàn)算拱軸系數(shù)103.3.1半拱恒載對(duì)拱跨截面和拱腳的力矩103.3.2驗(yàn)算拱軸系數(shù)11第四章 拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)12第五章 永久荷載內(nèi)力計(jì)算135.1空腹拱的內(nèi)力調(diào)整135.2不計(jì)彈性壓縮的恒載推力135.3計(jì)入彈性壓縮的恒

2、載內(nèi)力13第六章 可變荷載內(nèi)力計(jì)算146.1基本可變荷載146.1.1荷載橫向分布系數(shù)146.1.2汽車荷載的內(nèi)力計(jì)算146.2人群荷載的內(nèi)力計(jì)算176.3溫度內(nèi)力18第七章 拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算207.1拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算所用的荷載效應(yīng)207.2拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算23第八章 拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”性驗(yàn)算268.1拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算所用的荷載效應(yīng)268.2拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算288.2.1驗(yàn)算構(gòu)件溫度上升時(shí)的承載力298.2.2驗(yàn)算構(gòu)件溫度下降時(shí)的承載力29第九章 拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算309.1 拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算所用的荷載效應(yīng)309.1.1 單位拱寬自重產(chǎn)生的剪力與軸力309.1.

3、2單位拱寬汽車荷載產(chǎn)生的剪力與軸力309.1.3人群荷載產(chǎn)生的剪力與軸力319.1.4溫度變化產(chǎn)生的剪力與軸力329.1.5拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值329.2拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算32第十章 裸拱圈的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算3410.1彈性中心的彎矩和水平推力3410.2截面內(nèi)力及強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算34參考文獻(xiàn)37附錄38附錄45m跨拱橋總體布置圖38第一章 設(shè)計(jì)與要求1.1拱橋構(gòu)造主拱圈凈跨徑L0=45m，矢跨比1/5。拱上建筑采用拱式腹孔，腹拱圈厚30cm，拱上橫墻厚80cm。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為：公路-I級(jí)，人群荷載3.0kN/m2。橋面寬度：凈-7+21.5m人行道+20.25m欄桿，

4、全寬10.5m。欄桿按5kN/m取值，也可根據(jù)設(shè)計(jì)自行確定。材料：主拱圈采用MU12.5砌筑M40料石，腹拱圈采用MU7.5砌筑M40塊石。側(cè)墻采用MU7.5砌筑M40塊石。拱腔內(nèi)填料采用砌體片石，容重取22.0kN/m3。拱頂填料厚40cm，含10cm厚瀝青混凝土鋪裝層。溫度：年平均最高溫度30，年平均最低溫度0，合龍溫度取15。1.2設(shè)計(jì)與計(jì)算要求（1）根據(jù)給出的橋位斷面，繪制出拱橋總體布置圖和典型橫斷面圖；（2）確定拱軸系數(shù)（用五點(diǎn)重合法或優(yōu)化方法）；（3）自重、活載（汽車與人群）、溫度變化內(nèi)力；（4）根據(jù)現(xiàn)行橋梁規(guī)范，開展內(nèi)力組合與承載力驗(yàn)算（取拱腳、L/4、拱頂三個(gè)截面）和穩(wěn)定性驗(yàn)算

5、；（5）提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告。第二章 擬定各部分尺寸及用料2.1主拱圈主拱圈采用板式橫截面，如圖2-1所示，其寬度，主拱圈厚度由經(jīng)驗(yàn)公式： 故取。主拱圈采用MU12.5砌筑M40料石，材料容重，軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。圖2-1 主拱圈板式截面、人行道及欄桿布置圖（尺寸單位：）2.2腹拱主拱圈上每半跨布置3個(gè)圓弧形腹拱，如圖2-2所示。腹拱圈凈跨徑，腹拱厚度。徑矢高，。均采用MU7.5砌筑M40料石，材料容重。腹拱墩寬，在橫墻中間留出2個(gè)上部半徑為的半圓和下部寬為高為的人孔，如圖2-3所示?？恐鞴绊斠粋?cè)的側(cè)墻寬，均采用MU7.5砌筑M40塊石，材料容重。拱腔內(nèi)填料采用砌體片石，容重取。拱頂

6、填料厚，含厚瀝青混凝土鋪裝層，容重取。人行道與欄桿布置，如圖2-1所示，人群荷載，欄桿按取值。圖2-2 主拱圈上之半跨（尺寸單位：cm）圖2-3 人孔示意圖（尺寸單位：cm）第三章 選定拱軸系數(shù)3.1上部結(jié)構(gòu)幾何特性3.1.1主拱圈截面積： 慣性矩： 回轉(zhuǎn)半徑：， 拱腳投影及傾角函數(shù)：假定，查拱橋（上冊(cè)）表（）-20(3)得： 計(jì)算跨徑及矢高： 主拱圈截面坐標(biāo)：將拱中軸線沿跨徑等分，每等分長(zhǎng)，每等分點(diǎn)拱軸線的縱坐標(biāo)，相應(yīng)拱背曲面的坐標(biāo)，拱腹曲面相應(yīng)的坐標(biāo)，具體位置如圖3-1所示，計(jì)算見表3-1。圖3-1 具體位置圖表3-1主拱圈截面坐標(biāo)表截面號(hào)/022.9321 1.000000 9.1729

7、 0.72191 0.86576 8.3071 10.0387 121.0211 0.814018 7.4669 0.76969 0.81202 6.6549 8.2789 219.1101 0.653408 5.9936 0.81360 0.76819 5.2255 6.7618 317.1991 0.515405 4.7278 0.85291 0.73279 3.9950 5.4605 415.2881 0.397635 3.6475 0.88718 0.70448 2.9430 4.3519 513.3771 0.298071 2.7342 0.91630 0.68209 2.0521

8、3.4163 611.4661 0.215000 1.9722 0.94042 0.66460 1.3076 2.6368 79.5551 0.146992 1.3483 0.95985 0.65114 0.6972 1.9995 87.6440 0.092877 0.8520 0.97498 0.64104 0.2109 1.4930 95.7330 0.051724 0.4745 0.98624 0.63372 -0.1593 1.1082 103.8220 0.022825 0.2094 0.99398 0.62879 -0.4194 0.8382 111.9110 0.005682 0

9、.0521 0.99851 0.62593 -0.5738 0.6781 120.0 0.0 0.0 1.0 0.625 -0.6250 0.6250 3.1.2拱上結(jié)構(gòu)（1）腹拱拱腳的投影由，查拱橋表3-2得： （2）腹拱重力作用線橫坐標(biāo)1號(hào)橫墻： 2號(hào)橫墻： 3號(hào)橫墻： 空實(shí)腹段界限： （3）腹拱墩高度主、腹拱圈拱頂?shù)墓氨吃谕粯?biāo)高是，腹拱的起拱線至拱背的高度，空、實(shí)腹段分界的高度。這些高度均可利用表3-1的數(shù)值內(nèi)插得到，也可以用懸鏈線公式直接算的。具體計(jì)算結(jié)果見表3-2。表3-2腹拱墩高度表截面號(hào)1號(hào)墩18.532505.61100.82548-0.132134.03892號(hào)墩13.73

10、2502.90400.91088-0.061151.40293號(hào)拱座9.203301.25700.96263-0.024260.2073空實(shí)腹界線9.074001.22340.96366-0.023571.1998/24.53700-0.99108-3.2上部結(jié)構(gòu)恒重3.2.1主拱圈 3.2.2拱上空腹段（1）腹拱上部 圖3-2 腹拱上部 圖3-3 腹拱墩以上部分腹拱外弧跨徑： 腹拱內(nèi)弧半徑： 腹拱圈重： 腹拱的護(hù)拱重： 拱頂填料及拱頂側(cè)墻重： 人行道及欄桿自重： 腹拱墩以上部分，如圖2-3所示： 一個(gè)腹拱重： （2）腹拱墩重1號(hào)腹拱墩： 2號(hào)腹拱墩： 3號(hào)腹拱墩： （3）腹拱集中荷載恒重 3

11、.2.3拱上實(shí)腹段拱頂填料： 人行道及欄桿自重： 則， 曲邊三角形塊，如圖3-4所示：圖3-4 曲邊三角形塊假定，則： 重心橫坐標(biāo)： 3.3驗(yàn)算拱軸系數(shù)上部結(jié)構(gòu)的恒重對(duì)拱跨截面和拱腳截面的力矩比值符合等于或接近選定的系數(shù)相應(yīng)的值的條件，則選定的系數(shù)可作為該設(shè)計(jì)的拱軸系數(shù)使用。3.3.1半拱恒載對(duì)拱跨截面和拱腳的力矩半拱恒載對(duì)拱跨截面和拱腳的力矩計(jì)算結(jié)果見表3-3。表3-3半拱恒載對(duì)拱跨截面和拱腳的力矩分塊號(hào)恒重截面拱腳截面力臂力矩力臂力矩6840.053817171.494871206.11631809.73644.47561.6605 1320.07429.212201.0179 524.2

12、942.2630 1187.9775 13.72927207.3975 958.92576.9293 6280.3708 18.395516672.8810 410.95314.6531 1832.5111 16.11936348.2655 合計(jì)11864.037226549.3916122568.41623.3.2驗(yàn)算拱軸系數(shù)設(shè)計(jì)的拱橋在主拱圈兩截面的恒重力矩比值： 假定的拱軸系數(shù)，相應(yīng)的。 說明假定的拱軸系數(shù)與該設(shè)計(jì)的拱軸線接近，可選定為設(shè)計(jì)的拱軸線系數(shù)。第四章 拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)查拱橋手冊(cè)，按下列公式計(jì)算拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)。弾性中心： 彈性壓縮系數(shù)： 則，。第五章 永久荷

13、載內(nèi)力計(jì)算5.1空腹拱的內(nèi)力調(diào)整對(duì)于空腹拱，拱軸線的變化是通過改變截面處的坐標(biāo)值來實(shí)現(xiàn)的。假載荷載可按公式計(jì)算： 5.2不計(jì)彈性壓縮的恒載推力 5.3計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力計(jì)算見表5-1。表5-1計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力（軸力單位，彎矩單位）項(xiàng)目拱頂截面拱腳0.01.97229.17293.08501.1128-6.08791.00.940420.7219113739.7126 14639.2588 19189.3016 729.5319 263.1518 -1439.6491 第六章 可變荷載內(nèi)力計(jì)算6.1基本可變荷載本算例基本可變荷載只有汽車荷載和人群荷載，統(tǒng)稱為活載。

14、根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范4.3.1條規(guī)定，公路-級(jí)車道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值查表4.3.1-2，經(jīng)計(jì)算得到，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。以下可變荷載計(jì)算均采用單位拱寬。6.1.1荷載橫向分布系數(shù)石拱橋的拱圈橫向剛度較大，活載通過拱上建筑傳至拱圈的作用在橫向比較均勻，橫向分布系數(shù)計(jì)算可假設(shè)荷載均勻分布于拱圈全部寬度。對(duì)于矩形截面拱圈，常取單位寬度進(jìn)行計(jì)算，則橫線分布系數(shù)為： 式中，為車道數(shù)，為橫向車道布載系數(shù)。6.1.2汽車荷載的內(nèi)力計(jì)算單位寬度汽車荷載： （1）不計(jì)彈性壓縮的汽車荷載內(nèi)力計(jì)算不計(jì)彈性壓縮的汽車荷載內(nèi)力見表6-1。38表6-1不計(jì)彈性壓縮的汽車荷載內(nèi)力（注：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中

15、荷載應(yīng)乘以1.2）截面項(xiàng)目計(jì)算荷載影響線面積影響線豎標(biāo)汽車力或彎矩表(III)值乘數(shù)面積表(III)值乘數(shù)豎標(biāo)拱頂77.77782.33330.0070314.7883 0.05327 2.4432 224.5345 相應(yīng)77.77782.33330.0678915.5690 0.23285 2.1359 202.4536 77.77782.3333-0.00470-9.8869 -0.01168 -0.5357 -64.7349 相應(yīng)77.77782.33330.0599013.7367 0.10836 0.9940 109.3611 截面77.77782.33330.0088718.658

16、9 0.05926 2.7180 254.9338 相應(yīng)77.77782.33330.040409.2648 0.13750 1.2613 119.7167 77.77782.3333-0.01031-21.6881 -0.02936 -1.3466 -155.3401 相應(yīng)77.77782.33330.0873920.0409 0.20709 1.8996 194.5094 拱腳77.77782.33330.0195041.0202 0.05314 2.4373 285.2775 相應(yīng)77.77782.33330.0915520.9949 0.19809 1.8171 190.3144 相應(yīng)

17、(注)77.77782.33330.168457.7260 0.29329 0.2933 45.4007 77.77782.3333-0.01437-30.2287 -0.05986 -2.7455 -284.0699相應(yīng)77.77782.33330.036258.3131 0.06395 0.5866 65.0220 相應(yīng)(注)77.77782.33330.3315515.2065 0.93780 0.9378 123.0094（2）計(jì)入彈性壓縮的汽車荷載內(nèi)力計(jì)算計(jì)入彈性壓縮的汽車荷載內(nèi)力見表6-2。表6-2計(jì)入彈性壓縮的汽車荷載內(nèi)力（軸力單位，彎矩單位）項(xiàng)目拱頂截面拱腳軸向力10.9404

18、20.7219100.340010.69198與相應(yīng)的202.4536 109.3611 119.7167 194.5094 190.3144 65.0220 與相應(yīng)的45.4007 123.0094202.4536 109.3611 112.5840 182.9206 168.8063 132.0601 -3.4255 -1.8504 -2.0256 -3.2911 -3.2201 -1.1002 -3.4255 -1.8504 -1.9049 -3.0950 -2.3246 -0.7942 199.0281 111.2115 114.4889 186.0156 171.1309 132.8

19、543 彎矩224.5345 -64.7349 254.9338 -155.3401 285.2775 -284.0699 3.0851.1128-6.087910.5677 5.7085 2.2541 3.6623 -19.6038 -6.6977 235.1022 -59.0265 257.1879 -151.6778 265.6738 -290.7677 （3）拱上建筑與主拱圈的聯(lián)合作用 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.1條規(guī)定，拱上建筑為拱式結(jié)構(gòu)的拱橋的計(jì)算，可考慮拱上建筑與主拱圈的聯(lián)合作用。當(dāng)采用公路-級(jí)、公路-級(jí)車道荷載計(jì)算拱的正彎矩時(shí)，自拱頂至各截面應(yīng)乘以折減系數(shù)；拱腳截面乘以折

20、減系數(shù)；拱跨至拱腳各截面，其折減系數(shù)按直線插入法確定?？紤]聯(lián)合作用的汽車荷載內(nèi)力計(jì)算見表6-3。表6-3考慮聯(lián)合作用的汽車荷載內(nèi)力項(xiàng)目拱頂截面拱腳199.0281 111.2115 114.4889 186.0156 171.1309 132.8543 164.5715 -59.0265 180.0315 -151.6778 239.1064-290.7677 6.2人群荷載的內(nèi)力計(jì)算單位寬度人群荷載：6.2.1不計(jì)彈性壓縮的人群荷載內(nèi)力計(jì)算不計(jì)彈性壓縮的人群荷載內(nèi)力見表6-4。表6-4不計(jì)彈性壓縮的人群荷載內(nèi)力（軸力單位，彎矩單位）截面項(xiàng)目計(jì)算荷載影響線面積人群力或彎矩表(III)值乘數(shù)面積

21、拱頂10.0070314.7883 14.7883 相應(yīng)10.0678915.5690 15.5690 1-0.00470-9.8869 -9.8869 相應(yīng)10.0599013.7367 13.7367 截面10.0088718.6589 18.6589 相應(yīng)10.040409.2648 9.2648 1-0.01031 -21.6881 -21.6881 相應(yīng)10.0873920.0409 20.0409 拱腳10.0195041.0202 41.0202 相應(yīng)10.0915520.9949 20.9949 相應(yīng)10.168457.7260 7.7260 1-0.01437-30.2287

22、 -30.2287 相應(yīng)10.036258.3131 8.3131 相應(yīng)10.3315515.2065 15.2065 6.2.2計(jì)入彈性壓縮的人群荷載內(nèi)力計(jì)算計(jì)入彈性壓縮的人群荷載內(nèi)力見表6-5。表6-5計(jì)入彈性壓縮的人群荷載內(nèi)力（軸力單位，彎矩單位）項(xiàng)目拱頂截面拱腳軸向力10.940420.7219100.340010.69198與相應(yīng)的15.5690 13.7367 9.2648 20.0409 20.9949 8.3131 與相應(yīng)的7.7260 15.2065 15.5690 13.7367 8.7128 18.8469 20.5027 16.5239 -0.2634 -0.2324

23、-0.1568 -0.3391 -0.3552 -0.1407 -0.2634 -0.2324 -0.1474 -0.3189 -0.2564 -0.1015 15.8325 13.9691 8.8603 19.1658 20.7591 16.6255 彎矩14.7883 -9.8869 18.6589 -21.6881 41.0202 -30.2287 3.0851.1128-6.08790.8127 0.7170 0.1744 0.3773 -2.1626 -0.8563 15.6010 -9.1699 18.8334 -21.3108 38.8575 -31.0850 6.3溫度內(nèi)力年平

24、均最高溫度，年平均最低溫度，合龍溫度取。根據(jù)公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范4.3.12條規(guī)定，結(jié)構(gòu)有效最高溫度標(biāo)準(zhǔn)值及： 結(jié)構(gòu)有效最低溫度標(biāo)準(zhǔn)值： 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范3.3.5條規(guī)定，拱圈砌體線膨脹系數(shù)，砌筑料石的彈性模量。根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.8條規(guī)定，計(jì)算拱圈溫度作用效應(yīng)應(yīng)乘以系數(shù)。溫度變化在彈性中心產(chǎn)生的水平力： 拱圈溫度內(nèi)力計(jì)算見表6-6。表6-6溫度內(nèi)力（軸力單位，彎矩單位）項(xiàng)目拱頂截面拱腳拱頂截面拱腳3.08501.1128-6.08793.08501.1128-6.08791.00.940420.721911.00.940420.7219100.340010.6919800

25、.340010.69198-39.3075 -14.1787 77.5690 33.3920 12.0449 -65.8954 12.7415 11.9824 9.1982 -10.8240 -10.1791 -7.8140 (注)04.33228.81690-3.6803-7.4900注：為左半跨拱的數(shù)值第七章 拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算7.1拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算所用的荷載效應(yīng)根據(jù)公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的原則是：荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值，即： 式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，現(xiàn)行公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D60-2015）規(guī)定，公路橋梁安全

26、設(shè)計(jì)等級(jí)分為一、二、三級(jí)，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為、和。本橋設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)，取；作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602015）的規(guī)定計(jì)算；構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值函數(shù)，其中為構(gòu)件材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，為構(gòu)件幾何參數(shù)設(shè)計(jì)值，當(dāng)無可靠數(shù)據(jù)時(shí)，可采用幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，即設(shè)計(jì)文件規(guī)定值。根據(jù)公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范4.1.5-1條規(guī)定，公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本組合為： 式中：承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值；永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，分為對(duì)結(jié)構(gòu)承載不利和有利兩種情況，分別取1.2和1.0各自驗(yàn)算；第個(gè)可變作用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限荷載調(diào)整系數(shù)。公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限按現(xiàn)行公路工

27、程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01）取值時(shí)，可變作用的設(shè)計(jì)使用年限荷載調(diào)整系數(shù)；否則，取值應(yīng)按專題研究確定；汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；在作用組合中除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第個(gè)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；在作用組合中除汽車荷載（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用的組合值系數(shù)，取。其他相關(guān)符號(hào)解釋詳見公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范4.1.5-1條規(guī)定。按公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D60-2015）條文說明第4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。拱橋的基頻可采用下列公式估算： 式中：結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑；結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩；結(jié)構(gòu)跨中處

28、的單位長(zhǎng)度質(zhì)量；頻率系數(shù)。 其他相關(guān)符號(hào)解釋詳見公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明4.3.2條規(guī)定。沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算： 拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算采用的作用效應(yīng)最不利組合（計(jì)入沖擊系數(shù)）如下：組合1：組合2：組合3：組合4：作用的分項(xiàng)系數(shù)及作用效應(yīng)匯總表見表7-1。表7-1作用的分項(xiàng)系數(shù)及作用效應(yīng)匯總表（軸力單位，彎矩單位）作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)拱頂截面拱腳恒載(注)1.081.0591 1526.6347 29.2391 1626.5843 -159.9610 2132.1446 1.297.2709 1831.9617 35.0869 1951.9012 -191.9532 2558.5735 汽車荷載1.

29、4230.4001278.6393252.0441160.2845334.749239.5833汽車荷載1.4-82.6371155.6961-230.902260.4218-407.075185.996人群荷載1.421.841422.165526.3667612.4044254.400529.06274人群荷載1.4-12.8378619.55674-37.786726.83212-43.51923.2757溫度上升1.4-55.0305 17.8381 -19.8502 16.7754 108.5966 12.8775 溫度下降1.446.7488 -15.1536 16.8629 -1

30、4.2507 -92.2536 -10.9396 注：表中恒載產(chǎn)生的彎矩與軸力為單位拱寬，應(yīng)根據(jù)表1-8中的彎矩與軸力除以拱寬得到作用效應(yīng)最不利組合設(shè)計(jì)值見表7-2。表7-2作用效應(yīng)最不利組合設(shè)計(jì)值（軸力單位，彎矩單位）作用效應(yīng)組合拱頂截面拱腳永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.2組合1333.0571 2354.6641 321.2203 2347.4776 291.5480 3112.5732 組合2-39.8942 2217.2743 -262.9471 2469.5315 -605.2420 3048.8528 組合3417.0250 2327.4459 351.5086 2321.8811 125.

31、8466 3092.9241 組合444.0737 2190.0562 -232.6587 2443.9350 -770.9434 3029.2037 永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.0組合1315.2241 2018.8044 314.7877 1989.6290 326.7394 2643.5014 組合2-57.7272 1881.4146 -269.3796 2111.6829 -570.0506 2579.7811 組合3399.1920 1991.5862 345.0760 1964.0325 161.0380 2623.8523 組合426.2407 1854.1965 -239.0913

32、2086.0864 -735.7520 2560.1319 7.2拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范第4.0.5條規(guī)定，截面強(qiáng)度按下式計(jì)算： 式中：軸向力設(shè)計(jì)值，按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602015）的規(guī)定計(jì)算；構(gòu)件截面面積，單位拱寬的面積為；MU12.5砌筑M40料石軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；偏心距和長(zhǎng)細(xì)比對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，按下列公式計(jì)算： 其他相關(guān)符號(hào)解釋詳見公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范第4.0.6條規(guī)定。在截面強(qiáng)度驗(yàn)算中，不計(jì)、，即取、為3，故公式可簡(jiǎn)化為： 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范4.0.9條規(guī)定， 。拱圈各截面強(qiáng)度驗(yàn)算見表7-3、7-4、7-5。表7-3拱頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算（軸

33、力單位，彎矩單位）作用效應(yīng)組合永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.2組合1333.0571 2354.6641 0.1414 0.3750 0.8668 4464.0375 組合2-39.8942 2217.2743 -0.0180 0.3750 0.9975 5137.2274 組合3417.0250 2327.4459 0.1792 0.3750 0.8022 4131.1565 組合444.0737 2190.0562 0.0201 0.3750 0.9969 5134.0310 永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.0組合1315.2241 2018.8044 0.1561 0.3750 0.8423 4337.690

34、8 組合2-57.7272 1881.4146 -0.0307 0.3750 0.9928 5113.0307 組合3399.1920 1991.5862 0.2004 0.3750 0.7641 3935.1911 組合426.2407 1854.1965 0.0142 0.3750 0.9985 5142.0905 表7-4 截面強(qiáng)度驗(yàn)算（軸力單位，彎矩單位）作用效應(yīng)組合永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.2組合1321.2203 2347.4776 0.1368 0.3750 0.8743 4502.4923 組合2-262.9471 2469.5315 -0.1065 0.3750 0.9199 47

35、37.4935 組合3351.5086 2321.8811 0.1514 0.3750 0.8503 4379.1244 組合4-232.6587 2443.9350 -0.0952 0.3750 0.9349 4814.8677 永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.0組合1314.7877 1989.6290 0.1582 0.3750 0.8387 4319.4981 組合2-269.3796 2111.6829 -0.1276 0.3750 0.8889 4577.8429 組合3345.0760 1964.0325 0.1757 0.3750 0.8083 4162.8522 組合4-239.0913

36、 2086.0864 -0.1146 0.3750 0.9084 4678.0416 表7-5拱腳截面強(qiáng)度驗(yàn)算（軸力單位，彎矩單位）作用效應(yīng)組合永久作用分項(xiàng)系數(shù)1.2組合1291.5480 3112.5732 0.0937 0.3750 0.9369 4824.8827 組合2-605.2420 3048.8528 -0.1985 0.3750 0.7676 3953.0378 組合3125.8466 3092.9241 0.0407 0.3750 0.9874 5085.3401 組合4-770.9434 3029.2037 -0.2545 0.3750 0.6673 3436.5557 永

37、久作用分項(xiàng)系數(shù)1.0組合1326.7394 2643.5014 0.1236 0.3750 0.8950 4609.1854 組合2-570.0506 2579.7811 -0.2210 0.3750 0.7271 3744.5391 組合3161.0380 2623.8523 0.0614 0.3750 0.9719 5005.1995 組合4-735.7520 2560.1319 -0.2874 0.3750 0.6107 3144.8586 從表7-3、7-4、7-5中可以看出，且，所以拱圈正截面強(qiáng)度符合規(guī)范要求。第八章 拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”性驗(yàn)算8.1拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算所用的荷載

38、效應(yīng)當(dāng)拱上建筑的腹拱合龍以后，按公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.1條規(guī)定，可考慮拱上建筑與主拱的聯(lián)合作用。在拱上建筑合龍以前，不考慮拱上建筑與主拱的聯(lián)合作用，所以拱的整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算，筋考慮主拱圈自重和部分拱上建筑自重（見圖2-1）。如果不采用腹拱拱上建筑而采用梁（板）式拱上建筑，則應(yīng)考慮全部自重和活載。整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算所用荷載為單位拱寬的自重扣除除主、腹拱填料自重后沿跨徑方向的荷載集度。查表3-3第2列，單位拱寬的半拱拱自重為： 主、腹拱填料（包括路面厚度）自重為： 則， 拱的推力影響線面積，取截面處，與相應(yīng)的影響線面積和與相應(yīng)的影響線面積之和，查表6-1可知影響線面積可知：。拱的水平推

39、力： 根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公式（5.1.4），拱向力設(shè)計(jì)值： 按公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.4-2條規(guī)，軸向力偏心距可取水平推力計(jì)算同一荷載布置的截面處彎矩設(shè)計(jì)值除以軸向力設(shè)計(jì)值。均布荷載作用下截面處正負(fù)彎矩影響線總面積，查表6-1可知影響線面積可知：截面處彎矩設(shè)計(jì)值： 由5.3溫度內(nèi)力計(jì)算可知， 溫度作用軸向力： 溫度作用的偏心距計(jì)算，可先計(jì)算溫度作用下截面處彎矩，然后除以相應(yīng)軸向力。溫度作用下截面處彎矩為： 其中，查表5-1截面知，。拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算作用標(biāo)準(zhǔn)值及作用效應(yīng)組合（單位拱寬）見表8-1、8-2。表8-1拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算作用標(biāo)準(zhǔn)值作用效應(yīng)永久荷載1549.213

40、3-148.6820溫度上升13.7230-15.2710溫度下降-11.657812.9728表8-2拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算作用效應(yīng)組合作用效應(yīng)組合組合11.2永久荷載+0.751.4溫升1873.4651 -194.4530 -0.1038 組合21.2永久荷載+0.751.4溫降1846.8153 -164.7970 -0.0892 8.2拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算根據(jù)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范第5.1.4-2條規(guī)定，砌體拱可按規(guī)范第4.0.5條至4.0.7條進(jìn)行拱的整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算。按規(guī)范公式（4.0.7-1）和（4.0.7-2）計(jì)算砌體長(zhǎng)細(xì)比、時(shí)，拱圈縱向計(jì)算長(zhǎng)度，三鉸拱為、雙鉸拱為、

41、無鉸拱為（本例采用），為拱軸線長(zhǎng)度。如板拱拱圈寬度等于或大于計(jì)算跨徑時(shí)，砌體拱可不考慮橫向長(zhǎng)細(xì)比對(duì)構(gòu)件承載力的影響，即令小于3取為3。整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗(yàn)算按下式計(jì)算： 式中：軸向力設(shè)計(jì)值，可按下列公式計(jì)算：；構(gòu)件截面面積，單位拱寬的面積為；MU12.5砌筑M40料石軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；偏心距和長(zhǎng)細(xì)比對(duì)受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)，按下列公式計(jì)算： ，其他相關(guān)符號(hào)解釋詳見公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范第4.0.6條規(guī)定。驗(yàn)算中，取為3，（橫橋向無偏心），。 8.2.1驗(yàn)算構(gòu)件溫度上升時(shí)承載力 故，符合規(guī)范要求。8.2.2驗(yàn)算構(gòu)件溫度下降時(shí)承載力 故，符合規(guī)范要求。第九章 拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算9.1 拱腳截面

42、直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算所用的荷載效應(yīng)9.1.1 單位拱寬自重產(chǎn)生的剪力與軸力自重產(chǎn)生的拱腳反力，查表3-3知，則單位拱寬的拱腳反力為： 考慮彈性壓縮，自重產(chǎn)生的拱腳的水平推力為： 自重產(chǎn)生的拱腳處剪力為： 自重產(chǎn)生的拱腳處軸力為： 9.1.2單位拱寬汽車荷載產(chǎn)生的剪力與軸力汽車荷載中均布荷載不考慮彈性壓縮的水平推力影響線面積，可取拱頂處，與相應(yīng)的影響線面積和與相應(yīng)的影響線面積之和，可查表6-1得到，汽車荷載的均布力產(chǎn)生的不考慮彈性壓縮的水平推力為： 汽車荷載中集中荷載加載在拱頂處產(chǎn)生的水平推力最大，其影響線的坐標(biāo)值為，則集中荷載產(chǎn)生的不考慮彈性壓縮的水平推力： 考慮彈性壓縮，汽車荷載產(chǎn)生的水平推力為

43、： 汽車荷載中均布荷載和集中荷載產(chǎn)生的豎直反力分別為： 汽車荷載作用下拱腳處產(chǎn)生的的剪力為： 汽車荷載作用下拱腳處的剪力為： 汽車荷載作用下拱腳處的軸力為： 9.1.3人群荷載產(chǎn)生的剪力與軸力人群荷載滿布橋長(zhǎng)，不考慮彈性壓縮，產(chǎn)生的水平推力為： 考慮彈性壓縮，產(chǎn)生的水平推力為： 人群荷載作用下拱腳處產(chǎn)生的豎向反力為： 人群荷載作用下拱腳處的剪力為： 人群荷載作用下拱腳處的軸力為： 9.1.4溫度變化產(chǎn)生的剪力與軸力查表6-6，溫度上升時(shí)產(chǎn)生的拱腳處的剪力和軸力： 查表6-6，溫度下降時(shí)產(chǎn)生的拱腳處的剪力和軸力： 9.1.5拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見及作用效應(yīng)組合見表9-1。表9-1拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值作用效應(yīng)永久荷載104.7599201