等截面懸鏈線圬工拱橋設(shè)計(jì)-秦大爺

1、攀枝花學(xué)院等截面懸鏈線圬工拱橋課程 設(shè)計(jì)專業(yè):道路與橋梁班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：一.設(shè)計(jì)資料1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1)設(shè)計(jì)荷載汽車-20級(jí)，掛車-100，人群3.0。2)主拱跨徑及橋?qū)?本橋上部結(jié)構(gòu)為雙跨跨徑60m的等截面懸鏈線石砌拱橋,下部結(jié)構(gòu)為重力式橋墩和U形橋臺(tái),均置于非巖石土上。 凈跨徑l0=70m，凈矢高f0=23m，凈矢跨比f0/ l0=1/3。 橋面凈寬為凈7+2×（0.25+0.75人行道）, 。1.2 材料及其依據(jù)1) 拱上建筑 拱頂填料厚度，包括橋面系的計(jì)算厚度為，換算平均容重。 拱上護(hù)拱為漿砌片石，容重。 腹孔結(jié)構(gòu)材料容重。主拱拱腔填料為砂、礫石夾石灰爐渣黃土，包

2、括兩側(cè)側(cè)墻的平均容重2) 主拱圈 10號(hào)砂漿砌40號(hào)塊石，容重。極限抗壓強(qiáng)度。極限直接抗剪強(qiáng)度。彈性模量。拱圈設(shè)計(jì)溫度差為。3) 橋墩 7.5號(hào)砂漿砌30號(hào)片石，材料容重。 極限抗壓強(qiáng)度。地基土為中等密實(shí)的卵石夾砂、碎石，其容許承載力?；A(chǔ)與地基間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)取。4) 橋臺(tái) 5號(hào)砂漿砌30號(hào)片石、塊石，容重。極限抗壓強(qiáng)度。極限直接抗剪強(qiáng)度。墩臺(tái)基礎(chǔ)為15號(hào)片石混凝土，。臺(tái)后填砂礫石土，夯實(shí)。內(nèi)摩擦角，填土容重。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)1、交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范，人民交通出版社，1985年. 簡(jiǎn)稱橋規(guī)0212、交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，人民交通出版社，1985年，簡(jiǎn)稱橋規(guī)022

3、3、交通部部標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，人民交通出版社，1985年，簡(jiǎn)稱橋規(guī)0244、公路設(shè)計(jì)手冊(cè)-拱橋，人民交通出版社，1978年，簡(jiǎn)稱拱橋二.主拱圈計(jì)算2.1 確定拱軸系數(shù)拱軸系數(shù)m值的確定，一般采用“五點(diǎn)重合法”，先假定一個(gè)m值，定出拱軸線，擬定上部結(jié)構(gòu)各種幾何尺寸，計(jì)算出半拱恒載對(duì)拱橋截面形心的彎矩和自拱頂至跨的恒載對(duì)跨截面形心的彎矩。其比值=。求得值后，可由m=中反求m值，若求出的m值與假定的m值不符，則應(yīng)以求得的m值作為假定值，重復(fù)上述計(jì)算，直至.兩者接近為止。2.1.1擬定上部結(jié)構(gòu)尺寸2.1.1.1主拱圈幾何尺寸1)截面特性截面高度d=·K·取d=1.05

4、m；主拱圈橫橋向取1m單位寬度計(jì)算，橫截面面積A =1.05；慣性矩：I=截面抵抗矩：W=截面回轉(zhuǎn)半徑：2)計(jì)算跨徑和計(jì)算失高假定m=2.814，則根據(jù)拱軸系數(shù)m與的關(guān)系（如下表）得知：相應(yīng)的。M1.1671.3471.5431.7561.9882.2402.5142.8143.1423.50.2450.2400.2350.2300.2250.2200.2150.2100.2050.2查“拱橋”表（III）-20（8）(即懸鏈線拱各點(diǎn)傾角的正弦及余弦函數(shù)表)得sin=0.63364，cos=0.77363計(jì)算跨徑計(jì)算矢高。3)拱腳截面的投影 水平投影豎向投影4)計(jì)算主拱圈坐標(biāo)（圖3-1） 將拱

5、圈沿跨徑24等分，每等分長(zhǎng)。以拱頂截面的形心為坐標(biāo)原點(diǎn)，拱軸線上各截面的縱坐標(biāo)，相應(yīng)拱背坐標(biāo)，相應(yīng)拱腹坐標(biāo)，其數(shù)值見表3-1。表2-1 主拱圈截面坐標(biāo)表截面號(hào) 0110.118840.773630.6786199.44022110.7974630.3326410.8100488.1967460.818050.641777.5549768.83851627.8049220.6472896.5498140.857060.6125595.9372557.16237325.277230.5084715.1451370.890390.5896294.5555075.73476622.7494840.39

6、0823.9546450.918160.5717963.3828494.52644120.2217650.2919882.954580.940750.5580652.3965143.51264517.6940460.212.1249560.958730.5475991.5773572.67255615.1663270.1432181.44920.97270.5397350.9094651.98893512.638680.0903080.9138120.983250.5339440.3798691.44775610.1108890.0502130.5080970.990890.529827-0.

7、021731.0379247.58316100.0221330.223960.996050.527082-0.303120.7510425.05544110.0055060.0557140.999030.52551-0.46980.5812242.52772120010.525-0.5250.5250注：第2欄由拱橋附錄（III）表(III)-1查得；第4欄由拱橋附錄（III）表(III)-20（8）查得。出現(xiàn)的表（III）-值或表（III）-()值均為拱橋下冊(cè)相應(yīng)表格的數(shù)值。2.1.1.2拱上構(gòu)造尺寸1）腹拱圈腹拱圈為M10號(hào)沙漿砌M30粗料石等截面圓弧拱，截面高度,凈矢高,凈矢跨比。查拱橋

8、上冊(cè)表3-2得所以，腹拱圈拱腳截面的投影為：水平投影豎向投影2）腹拱墩腹拱墩采用M7.5沙漿M30塊石的橫墻，厚0.9m。在1號(hào)橫墻中間留出2個(gè)上部為半徑R=0.6m的半圓和下部高為2m,寬為1.2m的矩形組成的檢查孔;在2號(hào)橫墻中間留出2個(gè)上部為半徑R=0.6m的半圓和下部高為1m,寬為1.2m的矩形檢查孔。腹拱的拱頂拱背和主拱圈的拱頂拱背在同一水平線上。從主拱圈拱背至腹拱起拱軸線之間橫墻中線的高度，其計(jì)算過程及其數(shù)值見表3-2 表2-2 腹拱墩高度計(jì)算表 墩 號(hào) 1*橫墻26.6157.7610.8612-0.0846 6.16682*橫墻22.1155.3250.9091-0.0525

9、3.63133*拱座17.963.4930.9162-0.0480 1.7338空、實(shí)腹段分界線17.8553.450.9165-0.0478 1.7300注：上表中的是根據(jù)表1-1的有關(guān)數(shù)值內(nèi)插計(jì)算得到。1*橫墻 2*橫墻 3*拱座 2.1.2恒載計(jì)算恒載分主拱圈、拱上空腹段和拱上實(shí)腹三部分進(jìn)行計(jì)算。不考慮腹拱推力和彎矩對(duì)主拱圈的影響。其計(jì)算圖式見圖2-2。2.1.2.1主拱圈恒載上述算式中：主拱圈材料(10號(hào)砂漿砌40號(hào)塊石)的容重， 拱橋的計(jì)算跨徑。=70.66532m A主拱圈橫橋向取1m單位寬度計(jì)算的橫截面面積，。 2.1.2.2拱上空腹段的恒載腹孔上部（圖3-3）腹拱圈外弧半徑：腹

10、拱內(nèi)弧半徑：腹拱圈重： 腹拱側(cè)墻護(hù)拱重： （以上三個(gè)系數(shù)依次分別查拱橋上冊(cè)表3-2、表1-10、表1-9）填料及路面重：兩腹拱之間起拱線以上部分的重量 （圖3-4） 一個(gè)腹拱重： 1）腹拱下部2）集中力2.1.2.3拱上實(shí)腹段的恒載（圖2-5）1) 拱頂填料及面重 懸鏈線曲邊三角形部分重量式中：重心位置2.1.2.4各塊恒載對(duì)拱腳及拱跨1/4截面的力矩(見表3-3)表2-3 半拱橫載對(duì)拱腳和1/4拱跨截面的彎矩分塊號(hào)恒 重（kN）l/4 截 面拱 腳 截 面力 臂（m）力矩（kN·m）力 臂（m）力矩（Kn·m）P0-12822.12452916.53811970.5815

11、P132339.6234L/2-26.615=3.7178698.0179P141924.1453L/2-22.115=8.21815812.049P15624.7706L/4-6.9836=8.2355112.3104L/2-17.855=12.4787795.7001P162365.4304L/4-6.98=6.23914757.4472L/2-8.9275=21.40550632.511P171594.9868L/4-13.464=1.702714.827L/2-13.4642=16.86826905.035合計(jì)9671.08125501.1227121813.892.1.3驗(yàn)算拱軸系數(shù)

12、由表1-3得 該比值與假定拱軸系數(shù)m=2.814相應(yīng)的十分接近，故可確定2.814為設(shè)計(jì)拱軸系數(shù)。2.2拱軸彈性中心及彈性壓縮系數(shù)2.2.1彈性中心 2.2.2彈性壓縮系數(shù) 2.3主拱圈截面內(nèi)力計(jì)算大跨徑拱橋應(yīng)驗(yàn)算拱頂、3/8拱跨、1/4拱跨和拱腳四個(gè)截面，必要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算1/8拱跨截面。為節(jié)省篇幅，本例只驗(yàn)算拱頂，1/4拱跨和拱腳三個(gè)截面的內(nèi)力。其余截面，除不計(jì)彈性壓縮的內(nèi)力必須在影響線上直接布載求得以外，其步驟和1/4拱跨者相同。2.3.1恒載內(nèi)力計(jì)算計(jì)算拱圈內(nèi)力時(shí)，為利用現(xiàn)有的表格，一般采用所確定的拱軸線進(jìn)行計(jì)算。但是在確定拱軸系數(shù)時(shí)，計(jì)算得的恒載壓力線與確定的拱軸線很難在“五點(diǎn)”完全重合，

13、本例中二者相差0.21-0.209340.00066。當(dāng)這個(gè)偏差較大時(shí)，要用“假載法”計(jì)入其影響。表2-4 計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力項(xiàng)目拱頂1/4截面拱腳02.1249610.118843.29821.17321-6.8206110.958730.7736311917.220311917.220311917.220311917.220312440.4265115467.1404399.4304142.0895-826.01741）不計(jì)彈性壓縮的恒載推力 上式中：半拱結(jié)構(gòu)自重對(duì)拱腳截面的彎矩； 拱的結(jié)構(gòu)自重水平推力（不考慮彈性壓縮）； 拱的計(jì)算矢高。2）計(jì)入彈性壓縮的恒載內(nèi)力見表3-42.3.2活

14、載內(nèi)力計(jì)算1）汽車-20級(jí)和人群荷載的內(nèi)力 單位拱寬汽車等代荷載： 式中：c=2為車道數(shù)；1為車道折減系數(shù)，雙車道不折減。單位拱橋人群等代荷載式中：b=0.75m為人行道寬度；3.0KN/m2為人群荷載。 表2-5 單位拱寬的計(jì)算荷載 截 面項(xiàng) 目汽車-20級(jí)等代荷載人群荷載合 計(jì)拱頂31.0686.9040.57.404相應(yīng)17.2823.8400.54.34019.5234.3380.54.838相應(yīng)16.1903.5980.54.098截面27.8766.1950.56.695相應(yīng)17.5303.8960.54.39618.5764.1280.54.628相應(yīng)17.0083.7800.5

15、4.280拱腳17.9783.9950.54.495相應(yīng)15.9943.5540.54.054相應(yīng)V14.4303.2070.519.7434.3870.54.887相應(yīng)19.0232.0050.52.505相應(yīng)V21.0134.6700.5注：汽車-20級(jí)等代荷載由拱橋連拱計(jì)算（第二版），人民交通出版社，附表直線內(nèi)插算得。例如拱頂?shù)模?解得：不計(jì)彈性荷載的汽車-20級(jí)及人群內(nèi)力見表3-6表2-6 不計(jì)彈性壓縮的汽車-20級(jí)及人群內(nèi)力 截面項(xiàng) 目計(jì)算荷載影響線面積力與彎矩乘數(shù)面積拱頂7.4040.0071426.2772194.5564相應(yīng)4.3400.0691025.1323109.0742

16、4.838-0.00451-16.5981-80.3016相應(yīng)4.0980.0592221.53878826561/4截面6.6950.0087232.0921214.8566相應(yīng)4.3960.0400214.555563.98604.628-0.01039-38.2381-176.9659相應(yīng)4.2800.0883032.1152137.4531拱腳4.4950.0203074.7097335.8201相應(yīng)4.0540.0925633.6253136.3170相應(yīng)V汽3.2070.530.332797.2770人0.50.1699910.31255.15634.887-0.01435-52.

17、8120-258.09227相應(yīng)2.5050.0357613.006132.5803相應(yīng)V汽4.6700.530.3327141.6537人0.50.3300120.020210.0101注：在求拱腳相應(yīng)反力V時(shí)，以公路I級(jí)等代荷載乘以全部反力影響線面積。人群反力則只乘以相應(yīng)的影響線面積。計(jì)入彈性壓縮的汽車-20級(jí)和人群荷載內(nèi)力見表3-7表2-7 計(jì)入彈性壓縮的汽車-20級(jí)和人群內(nèi)力 項(xiàng) 目拱 頂l/4截面拱 腳軸向力10.958730.7736300.284320.63364與M相應(yīng)的H109.074288.265663.9860137.4531136.317032.5803與M相應(yīng)的V10

18、2.4333151.6638109.074288.265663.9860137.4531170.3648121.30531.09730.88800.64371.38281.37130.32781.09730.88800.61711.32571.66090.2536107.976987.377663.3689136.1274169.3039121.0517彎矩M194.5564-80.3016214.8566-176.9659335.8201-258.0922y=3.29821.1732-6.82063.61912.92880.72401.5553-7.2360-1.7297198.1755-7

19、7.3728215.5806-175.4106327.5841-259.8219注：除拱腳截面外，其余截面的軸向力用N=作近似計(jì)算。2) 掛車-100的內(nèi)力 每單位拱寬的掛車-100等代荷載為： 不計(jì)彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力見表2-8。 計(jì)入彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力見表2-9。 表2-8 不計(jì)彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力 截 面項(xiàng) 目掛車-100級(jí)等代荷載影響線面積力或力矩拱頂86.99139.665726.2772253.9875相應(yīng)56.78336.309325.1323158.566136.92804.1031-16.5981-68.1038相應(yīng)30.19253.354721.5387

20、72.2564截面77.59498.621732.0921276.6870相應(yīng)46.48935.165514.555575.186145.66275.0736-38.2381-194.0061相應(yīng)39.01324.334832.1152139.2130拱腳44.02004.891174.7097365.4134相應(yīng)35.62623.958533.6253133.1046相應(yīng)V29.34153.260230.332798.889763.59467.0661-52.8120-373.1731相應(yīng)30.58813.398713.332745.3136相應(yīng)V45.93895.104330.332715

21、4.8279注：上表中的相關(guān)數(shù)據(jù)在拱橋連拱計(jì)算，人民交通出版社，附表I-1(11)表I-1(59)中查取。 表2-9 計(jì)入彈性壓縮的掛車-100內(nèi)力 項(xiàng) 目拱 頂l/4截面拱 腳軸向力10.958730.7736300.284320.63364與M相應(yīng)的H158.566172.256475.1861139.2130133.104645.3136與M相應(yīng)的V98.8897154.8279158.566172.256472.0832133.4677165.6342133.16091.59520.72690.75641.40051.33900.45591.59520.72690.72521.3427

22、1.03590.3527156.970971.529571.3580132.1240164.5983130.8082彎矩M253.9875-68.1038276.6870-194.0061365.4134-373.1731Y=3.29821.1732-6.82065.26132.39750.85081.5753-7.0655-2.4056259.2488-65.7063277.5378-192.4308358.3478-375.57872.3.3 溫度內(nèi)力計(jì)算拱圈合攏溫度15拱圈砌體線膨脹系數(shù)變化溫差+15主拱圈材料彈性模量溫度變化在彈性中心產(chǎn)生的水平力：拱圈溫度變化內(nèi)力見表3-10表3-10

23、 溫度內(nèi)力 項(xiàng) 目溫度變化拱頂l/4截面拱腳10.958730.77363y=3.29821.1732-6.82066.185.924.78-20.38-7.2542.15注：當(dāng)砂漿為小石子混凝土?xí)r，應(yīng)酌情計(jì)入徐變的影響。2.4 主拱圈正截面強(qiáng)度驗(yàn)算采用分項(xiàng)安全系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的構(gòu)件，其設(shè)計(jì)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。表達(dá)式為： 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范的規(guī)定，本設(shè)計(jì)效應(yīng)荷載函數(shù)有如下幾種組合：組合I：=S=組合II：=S=0.824組合III：=S=式中：當(dāng)與基本可變荷載同號(hào)時(shí)，取1.2，當(dāng)與基本可變荷載異號(hào)時(shí)，取0.9。2.4.1主拱圈正截面受壓強(qiáng)度驗(yàn)算

24、1）荷載效應(yīng)總匯計(jì)入荷載安全系數(shù)的荷載效應(yīng)匯總?cè)绫?-11 表3-11 荷載安全系數(shù)及荷載效應(yīng)匯總表 荷載效應(yīng)系數(shù)拱 頂1/4截面拱 腳恒載1.0399.430411917.2203142.085912440.4265-826.017415467.1404汽車-20級(jí)198.1755107.9769215.580663.3689327.5841169.3039汽車-20級(jí)-77.372887.3776-175.4106136.1274-259.8219121.0517掛車-100259.2488156.9709277.537871.3580358.3478164.5983掛車-100-65.7

25、06371.5295-192.4308132.12403-375.5787132.8082溫度下降-20.386.18-7.255.9242.154.78恒載1.2479.376514300.6644170.503114928.5118-991.220918560.56850.9359.487410725.4983127.877311196.3839-743.415913920.4264汽車-20級(jí)1.4277.4457151.1677301.812888.7765458.6175237.0255汽車-20級(jí)-108.3219122.3286-245.5748190.5784-363.7507

26、169.4724掛車-100362.9483219.7593388.552999.9012501.6869230.4376掛車-100-91.9888100.1413-269.4031184.9736-525.8102185.9315溫度下降-28.53208.6520-10.15008.288059.01006.6920注：上表中，軸力單位KN，彎矩單位，內(nèi)力是計(jì)彈性壓縮時(shí)的內(nèi)力。2）荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值 計(jì)入荷載組合系數(shù)的荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值見表3-12表3-12 荷載效應(yīng)組合系數(shù)及荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值 荷載效應(yīng)組合系數(shù)拱 頂l/4截面拱 腳組合I(恒+汽)1.0799.

27、526914885.38700.0524486.485415467.74510.0315-548.581319361.5218-0.0283(恒+汽)258.700411173.26170.0232-121.228511722.3911-0.0103-1140.381414512.5957-0.0786組合(恒+汽)+溫降0.8618.819812272.68820.0504392.500412752.25130.0308-403.406715959.4082-0.0253(恒+汽)+溫降189.65889213.89690.0206-108.25599666.0796-0.0112-891.

28、050011963.8931-0.0745組合(恒+掛)694.075711964.8291-0.0580460.662212383.41230.0372-403.376015483.7890-0.0261(恒+掛)220.41888920.32700.0266-116.61739373.2946-0.0124-1045.842111623.6389-0.09003) 結(jié)構(gòu)(主拱圈)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值為： 其中：， A主拱圈截面積， 主拱圈材料的極限抗壓強(qiáng)度， =1.92 =0.31453 計(jì)算結(jié)果見表2-13 表2-13 抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值（單位：） 荷載效應(yīng)組合拱 頂l/4

29、截面拱 腳組合I(恒+汽)0.973031128.23120.990131674.49770.992031735.2741(恒+汽)0.994631819.07310.998931957.91880.941230111.7528組合(恒+汽)+溫降0.975031191.30420.990531688.32780.993631786.5252(恒+汽)+溫降0.995731855.54450.998731951.67600.946930292.6662組合(恒+掛)0.967130940.09780.986231550.85050.993231773.4035(恒+掛)0.992931765.

30、00060.998431942.54350.924329570.9882與表2-12（上表）比較，表明結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值均大于荷載效應(yīng)最不利組合的設(shè)計(jì)值。4）主拱圈容許偏心距驗(yàn)算 主拱圈正截面上縱向力的容許偏心距見表2-14 表2-14 主拱圈容許偏心距 荷載效應(yīng)組合組合I組合II、組合III中性軸位置正偏心0.31660.3799負(fù)偏心0.23340.2801 表2-12和表2-14比較，主拱圈正截面上縱向力的偏心距均小于規(guī)范規(guī)定的容許偏心距。 表2-12、表2-13、表2-14表明主拱圈正截面受壓強(qiáng)度均沒有問題。2.4.2主拱圈的穩(wěn)定性驗(yàn)算 式中：對(duì)于拱式拱上結(jié)構(gòu)的一般拱橋，拱上結(jié)構(gòu)參與

31、主拱圈聯(lián)合作用，提高了全拱的剛度，降低了主拱圈的活載彎矩，而對(duì)拱的縱向力沒有影響，從而縮小了縱向力的偏心距，一般拱的穩(wěn)定性沒有問題，不做驗(yàn)算。2.4.3正截面受剪強(qiáng)度驗(yàn)算一般拱腳截面的剪力最大，正截面直接受剪強(qiáng)度按下式驗(yàn)算： 式中：剪切效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 相應(yīng)于的縱向力。1） 活載最大水平效應(yīng)與相應(yīng)垂直效應(yīng)見表3-15。 表2-15 活載最大水平效應(yīng)與相應(yīng)垂直效應(yīng) 項(xiàng) 目等 代 荷 載影 響 線面 積力2汽-20掛-100支點(diǎn)前14.812529.625029.835178.70892331.75122348.2879相應(yīng)26.334452,6688102.147821.78731147.510

32、12220.468412.151224.302416.508330.3327737.1574500.7413支點(diǎn)后14.812529.625029.835178.70892331.75122348.2879相應(yīng)24.620849.2416102.147821.78731072.84152220.468411.340522.681016.508330.3327687.9760500.741318.946237.892440.331424.3071921.0544980.3394相應(yīng)11.883923.76783.808537.3947888.7898142.4177 注：表中相關(guān)數(shù)據(jù)利用拱橋連拱

33、計(jì)算，表I-2(3)線性內(nèi)插算得。及相應(yīng)的H等代荷載表，影響線面積利用，表II-2求知。2） 活載剪切效應(yīng) 表2-16 活載剪切效應(yīng) 汽車-20級(jí)掛-100溫度下降支點(diǎn)前支點(diǎn)后0.633640.773632308.29382308.29382324.6641-6.1178737.1574687.9760500.7413892.3402930.38841085.6117-3.87652252.85772221.69442115.7196-4.73292.5主拱圈穩(wěn)定性驗(yàn)算拱上建筑未合攏就脫架的主拱圈，由橋規(guī)第4.0.5條及第4.0.8.1條規(guī)定按下式驗(yàn)算其縱向穩(wěn)定性 式中： 材料安全系數(shù) 截面的

34、回轉(zhuǎn)半徑 拱圈穩(wěn)定性驗(yàn)算情況見表3-17表2-17 主拱圈穩(wěn)定性驗(yàn)算 截 面拱 頂9962.23090.204560.70240.615711499.4853截面10466.7096-0.099970.90820.638515422.54985拱 腳12039.14280.273800.56580.703513517.3547注：Ng和Mg來源于表2-4計(jì)算表明，上部結(jié)構(gòu)安全可靠。2.6主拱圈裸拱強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算本橋采用早期脫架施工，必須驗(yàn)算在裸拱自重內(nèi)力作用下的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。2.6.1彈性中心的彎矩和推力 2.6.2截面內(nèi)力拱頂截面截面 拱腳截面 裸拱截面內(nèi)力見表2-18 表2-18 裸拱截

35、面內(nèi)力 項(xiàng) 目拱 頂1/4截面拱 腳10.958730.7736300.284320.6336400.253310.5377710781.635211327.607813029.37533.29821.1732-6.820600.125790.516292205.4577-1132.41033567.43430.20456-0.099970.273802.6.3 裸拱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性裸拱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算見表3-19 表2-19 裸拱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算 截 面拱 頂9962.23090.204560.70240.615711499.4853截面10466.7096-0.099970.90820.

36、638515422.5496拱 腳12039.14280.273800.56580.703513517.3547三. 橋墩設(shè)計(jì)及計(jì)算橋墩的左右孔結(jié)構(gòu)及其跨徑均相等，右邊跨布滿荷載，使水平推力達(dá)到最大值，左邊跨空載，且不考慮恒載單向推力的影響。3.1橋墩尺寸（見圖3-1） 3.2荷載計(jì)算3.2.1橋墩自重 3.2.2上部結(jié)構(gòu)恒載作用力腹拱拱腳處的垂直反力： （一個(gè)腹拱重）主拱圈的垂直反力： 3.2.3車輛荷載作用于墩底截面上的效應(yīng)1）活載效應(yīng) ， 表3-1 墩底截面上的活載效應(yīng) 項(xiàng) 目汽車-20級(jí)掛車-1002308.29382324.6641737.1574500.741324123.9676

37、23976.4943 2) 汽車制動(dòng)力 橋規(guī)021第2.3.9規(guī)定：汽車制動(dòng)力為一列車隊(duì)總量的10%，但不小于一輛重車的30%。 車隊(duì)制動(dòng)力： 重車制動(dòng)力： 計(jì)算表明，一輛重車的制動(dòng)力大于車隊(duì)的制動(dòng)力。制動(dòng)力對(duì)橋墩產(chǎn)生的水平力和垂直力為： VT=Th/l=90x11.15/70.66532=14.2007 kN式中：3.3強(qiáng)度驗(yàn)算3.3.1墩身底截面強(qiáng)度驗(yàn)算1)作用于墩底截面上的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值。 荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值見表4-2。 表3-2 荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值 項(xiàng) 目系數(shù)豎向力P水平力H彎矩M偏心距e0=M/P荷載效應(yīng)組合橋墩恒載1.215978.92240主拱恒載1.4

38、19342.16200腹拱恒載1150.40030汽車-20級(jí)737.15742308.293824123.9676掛車-100500.74132324.664123976.4943荷載效應(yīng)組合制動(dòng)力1.416.541645465.1120組合I(恒+汽)48896.3145-479.214033773.55460.6907組合(恒+汽+制動(dòng)力)139135.5782-13765.022527539.76920.7037組合(恒+掛)0.838852.2656-11599.137626853.67360.69122）橋墩抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值。 墩底截面幾何性質(zhì)：截面形心至受壓邊緣的距離： 截面面積

39、： 回轉(zhuǎn)半徑： ，(墩身為片石砌體) 橋墩墩底截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值見表4-3。 表3-3 橋墩墩底截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值及容許偏心距 項(xiàng) 目組合I組合組合0.62310.70370.69120.76310.68240.691150574.502045225.229045800.2869表4-3與表4-2比較>P，且偏心距小于容許偏心。3.3.2基礎(chǔ)底部承載力計(jì)算地基為中等密實(shí)的卵石夾砂、碎石，其容許承載力，地基與基礎(chǔ)的承載力驗(yàn)算按JTJ024-85的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。1）作用于基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值。 荷載效應(yīng)： ， 式中：、摘錄于表2-15，表2-16。作用于基礎(chǔ)底面的荷載效

40、應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值見表3-4。表3-4 基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)及其不利組合的設(shè)計(jì)值項(xiàng)目豎向力V水平力H彎矩M偏心距(m)荷載效應(yīng)匯總橋墩恒載22353.23560主拱恒載19342.16200腹拱恒載1150.40030汽車-20級(jí)737.15742308.293832151.5225掛車-100500.74132324.664135671.3354制動(dòng)力16.541645621.1154荷載效應(yīng)組合組合I（恒+汽）43582.95532308.293832151.52250.7377組合（組合I+制動(dòng)力）43599.49692353.293832772.63790.7517組合（恒+掛）43346.53922324.664135671.33540.8229基礎(chǔ)截面的幾何性質(zhì)：截面積： 截面抵抗矩： 基底截面重心軸至截面最大受壓邊緣的距離 限制偏心距