某公路橋空腹式等截面懸鏈線無(wú)鉸拱課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、橋梁人論壇橋梁人論壇我們只專注與橋梁工程我們只專注與橋梁工程! !=免費(fèi)分享免費(fèi)分享 免費(fèi)下載免費(fèi)下載橋梁規(guī)范，橋梁圖集，橋梁論文、橋梁方案、橋梁計(jì)算書(shū)、橋梁軟件、橋梁學(xué)橋梁規(guī)范，橋梁圖集，橋梁論文、橋梁方案、橋梁計(jì)算書(shū)、橋梁軟件、橋梁學(xué)習(xí)視頻、橋梁施工工藝、橋梁模型、習(xí)視頻、橋梁施工工藝、橋梁模型、sap2000sap2000 教程、教程、MidasMidas 教程、橋梁博士教程、教程、橋梁博士教程、橋梁設(shè)計(jì)、橋梁考試、工程合同、橋梁書(shū)籍等全部橋梁設(shè)計(jì)、橋梁考試、工程合同、橋梁書(shū)籍等全部 橋梁人論壇，各大版塊橋梁人論壇，各大版塊【誠(chéng)聘版主誠(chéng)聘版主】 ，期待你的加盟！，期待你的加盟！橋梁人論壇

2、：橋梁人論壇：http:/，(群群: 34021776)橋梁工程橋梁工程課程設(shè)計(jì)專專 業(yè)：業(yè)： * 姓姓 名：名： * 班班 級(jí)級(jí)： * 橋梁工程課程設(shè)計(jì)拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一課程設(shè)計(jì)的目的一課程設(shè)計(jì)的目的1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)橋梁工程理論知識(shí)，解決鋼筋混凝土拱橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算問(wèn)題，掌握鋼筋混凝土拱橋結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算的理論與方法。2. 強(qiáng)調(diào)規(guī)范在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)和專業(yè)規(guī)范進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。3. 進(jìn)一步提高學(xué)生繪制橋梁工程施工圖、使用計(jì)算機(jī)的能力。二課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容二課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1. 確定主拱圈截面構(gòu)造尺寸，計(jì)算拱圈截面的幾何、物理

3、力學(xué)特征值； 2. 確定主拱圈拱軸系數(shù) m 及拱上建筑的構(gòu)造布置和幾何構(gòu)造尺寸； 3. 結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算； 4. 主拱結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算(永久作用、可變作用)； 5. 溫度變化、混凝土收縮徐變引起的內(nèi)力； 6. 主拱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算；7. 拱上立柱(墻)的內(nèi)力、強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算； 8. 繪制 12 張相關(guān)施工圖。三課程設(shè)計(jì)的時(shí)間三課程設(shè)計(jì)的時(shí)間時(shí)間：兩周；安排在理論課結(jié)束之后。四課程設(shè)計(jì)的方法四課程設(shè)計(jì)的方法1獨(dú)力思考，繼承與創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真查閱和閱讀參考資料，繼承前人的設(shè)計(jì)成果和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)課程設(shè)計(jì)的具體要求，大膽改進(jìn)和創(chuàng)新。2結(jié)合和參考本指導(dǎo)的算例，進(jìn)行拱橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，掌握拱橋的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)

4、內(nèi)容與方法。五課程設(shè)計(jì)的步驟五課程設(shè)計(jì)的步驟1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：了解設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)步驟；通過(guò)查閱教科書(shū)和相關(guān)設(shè)計(jì)資料，了解設(shè)計(jì)的理論和方法；準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)所需資料、工具書(shū)、工具軟件；擬好設(shè)計(jì)計(jì)劃。2設(shè)計(jì)實(shí)施：根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)和教科書(shū)，確定設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、計(jì)算順序；根據(jù)相關(guān)計(jì)算理論，計(jì)算和填寫(xiě)相關(guān)圖表的內(nèi)容。使用圖表給出計(jì)算結(jié)果和結(jié)構(gòu)的相關(guān)驗(yàn)算結(jié)果。3匯總設(shè)計(jì)成果：課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，課程設(shè)計(jì)要求繪制的工程圖紙。 六拱橋課程設(shè)計(jì)計(jì)算六拱橋課程設(shè)計(jì)計(jì)算.裝訂線.空腹式等截面懸鏈線無(wú)鉸拱設(shè)計(jì)空腹式等截面懸鏈線無(wú)鉸拱設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)題目一設(shè)計(jì)題目 空腹式等截面懸鏈線無(wú)鉸拱設(shè)

5、計(jì)二設(shè)計(jì)資料二設(shè)計(jì)資料1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē)荷載 公路I 級(jí)， 人群荷載 3.5kN/m2 橋面凈空 凈7+2(1.25m+0.25 m)人行道+安全帶 凈跨徑 L080 凈高 f013.3m 凈跨比 f0/L01/62材料數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)布置要求材料數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)布置要求拱頂填料平均厚度(包括路面，以下稱路面)hd0.5m，材料容重 122.0kN/m3 主拱圈材料容重(包括橫隔板、施工超重)225.0kN/m3 拱上立柱（墻）材料容重 225kN/m3 腹孔拱圈材料容重 323k/m3 腹孔拱上填料容重 422kN/m3 主拱圈實(shí)腹段填料容重 122kN/m3 本橋采用支架現(xiàn)澆施工方法。主拱圈為單

6、箱六室截面，由現(xiàn)澆 30 號(hào)混凝土澆筑而成。拱上建筑采用圓弧腹拱形式，腹拱凈跨為 5m，拱腳至拱頂布置 6 跨 (主拱圈的具體幾何尺寸參照指導(dǎo)書(shū)實(shí)例修改自定)。 3設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D602004) 交通人民出版社交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D622004) 交通人民出版社交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005) 交通人民出版社公路設(shè)計(jì)手冊(cè)-拱橋(上) 人民交通出版社，2000.7 二二.主拱圈截面幾何要素的計(jì)算主拱圈截面幾何要素的計(jì)算 (一一)主拱圈橫截面設(shè)計(jì)主拱圈橫截面設(shè)計(jì) 拱圈截面

7、高度按經(jīng)驗(yàn)公式估算H= l0/100 + =80/100+0.7=1.5m (=0.60.8)拱圈由六個(gè)各為 1.5m 寬的拱箱組成，全寬 B0=9.0m。拱圈橫斷面的構(gòu)造如圖 1 所示。.裝訂線. (二二)箱形拱圈截面幾何性質(zhì)箱形拱圈截面幾何性質(zhì)截面積： A=(1.51.5-1.051.14) 6=6.318m2繞箱底邊緣的靜面矩：S=m3918. 46725. 005. 114. 175. 05 . 15 . 1）（主拱圈截面重心軸： y下=S/A=0.778m y上=1.5-0.778=0.722m主拱圈截面繞重心軸的慣性矩：Ix=42323m862. 10524. 005. 114.

8、11205. 114. 10274. 05 . 15 . 1125 . 15 . 16）（拱圈截面繞重心軸的回轉(zhuǎn)半徑： mI543. 0318. 6/862. 1A/r2/12/1x）（）（ 三、確定拱軸系數(shù)三、確定拱軸系數(shù) (上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造布置如圖 2 所示。圖 2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造（尺寸單位：mm）1.主拱圈 假定 m=2.514，相應(yīng)的，查拱橋(上冊(cè))表(III)-20(7)215. 0/y4/1f6/1/f00l得：sinj =0.62411，cosj=0.78133，j=384640主拱圈的計(jì)算跨徑和計(jì)算矢高：l=l0+2y下sinj=80.9711 m f =f0+y下(1-cosj)

9、 =13.470 m拱腳截面的水平投影和豎向投影 x=Hsinj=0.9362 m y=Hcosj=1.1720 m 將拱軸沿跨徑 24 等分，每等分長(zhǎng) l=l/24=3.3738 m，每等分點(diǎn)拱軸線的縱坐標(biāo)y1=表(III)-1 值f，相應(yīng)的拱背曲面坐標(biāo) y1=y1y上/cos，拱腹曲面坐標(biāo) y1=y1+y下/cos。具體數(shù)值見(jiàn)表 1。 主拱圈幾何性質(zhì)表主拱圈幾何性質(zhì)表 表 1截面號(hào)xy1/fy1cosy上/cosy下/cosy1-y上/coscos/y1下y0 40.48561.000000 13.4700 0.78133 0.9241 0.995712546 14.46571 37.11

10、18 0.814018 10.9648 0.82262 0.8777 0.9458 10.08711.91062 33.738 0.6534088.801410.85919 0.8403 0.90557.9611 9.70693 30.3642 0.515405 6.9425 0.89081 0.8105 0.8734 6.1327.81594 26.9904 0.397635 5.35610.91752 0.7869 0.8479 4.56926.2045 23.61660.2980714.0150 0.939620.76840.8280 3.24664.8436 20.2428 0.215

11、0002.8961 0.95748 0.7541 0.8125 2.1423.70867 16.869 0.146992 1.980 0.971600.7431 0.8007 1.23692.78078 13.4952 0.0928771.2511 0.98243 0.7349 0.79190.51622.0439 10.1214 0.0517240.6967 0.99038 0.7290 0.7856-0.03231.482310 6.7476 0.0228250.30750.99581 0.7250 0.7813 -0.4181.088811 3.37380.005682 0.07650.

12、998970.7227 0.7788 -0.6460.855312 0.0000 0.000000 0.0000 1.00000 0.7220 0.7780 -0.7220.7780 2.拱上腹孔布置從主拱兩端起拱線起向外延伸 后向跨中對(duì)稱布置五 對(duì)圓弧小拱，腹拱圈厚 d=0.4m，凈跨徑 l0=5m，凈矢高f0=0.625m，座落在寬為 0.5m 的鋼筋混凝土排架式腹拱墩支承的寬為 0.6m 的鋼筋混凝土蓋梁上。腹拱拱頂?shù)墓氨澈椭鞴肮绊數(shù)墓氨吃谕粯?biāo)高。腹拱墩墩中線的橫坐標(biāo) lx，以及各墩中線自主拱拱背到腹拱起拱線的高度 h=y1+y上(1-1/cos) - (d+f0)，分別計(jì)算如表 21

13、.573)1ln(2mmk 腹拱墩高計(jì)算表腹拱墩高計(jì)算表 表 2 項(xiàng) 目lx =2lx/l ky1=f (ch k-1)/(m-1)tg=2kfshk/l(m-1)1/cos= (tg2+1)h1 號(hào)立柱35.600.87931.38319.95600.64581.19048.79352 號(hào)立樁30.000.74101.16566.75990.50061.11835.60283 號(hào)立柱24.400.60270.94804.30640.37901.06943.23134 號(hào)立柱18.800.46440.73052.48160.27561.03731.42975 號(hào)立柱13.200.32600.5

14、1281.19570.18511.01700.1584空、實(shí)腹段分界線12.750.31490.49531.11380.17831.01580.0774.裝訂線. 由 f0/l0=1/8，查拱橋(上冊(cè))表 3-2 得 sin0=0.513918，cos0=0.85784，0=305535腹拱拱腳的水平投影和豎向投影 x=dsin0=0.40.513918=0.2056m； y=dcos0=0.40.85784=0.3431m (二二)上部結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算上部結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算 三、結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算三、結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算 （一）各部分恒載重力（一）各部分恒載重力1、腹拱各部分重力1）腹拱數(shù)據(jù)由 圓弧拱算得: sin

15、0=0.513918， cos0=0.857848/1/00Lf腹拱內(nèi)弧半徑 R=5.3125m ， 拱軸線長(zhǎng)度 s=5.7394m一個(gè)腹拱圈上填料面積 A=2.52m2 一孔腹拱重力 1GKN28.11717225 . 20 .225 . 0)2513918. 04 . 00 . 5(2340. 07394. 52、橫墻頂填料、路面重力1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)橫墻 2GKN159.1197)0 .225 . 0577. 022841. 0577. 0(3、橫墻墩帽重力1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)橫墻 3GKN056.26237275. 021)6 . 0577. 0(

16、4、橫墻重力1 號(hào)橫墻 KNP39.1608231799. 912 號(hào)橫墻 KNP91.1015231731. 623 號(hào)橫墻 KNP16.573231756. 334 號(hào)橫墻 KNP99.255231759. 145、橫墻壓力KNPGGGP885.292413211KNPGGGP405.233223212KNPGGGP655.188933213KNPGGGP485.157243214KNGP64.585228.11712156、拱頂實(shí)腹段路面重力 KNP92.12280 .2273 .136 . 067、拱頂實(shí)腹段填料重力 KNP73.6822273 .131317作力點(diǎn)距離拱頂 KN98.

17、 9433 .13（二）驗(yàn)算壓力線同拱軸線的重合度（二）驗(yàn)算壓力線同拱軸線的重合度以拱腳為固定端，拱頂為懸臂端，計(jì)算半跨拱各部分重力對(duì) L/4 和拱腳的力矩。 主拱圈重力對(duì) L/4 和拱腳的垂直截面剪力和彎矩，查附錄表（）-19 計(jì)算，得KNPL465.3241971.800 .25318. 625345. 04/KNML387.325764/971.800 .25318. 612583. 024/KNPj50.6872971.800 .25318. 653736. 0KNMj37.1337074/971.800 .25318. 651646. 02其余各力對(duì) L/4 和拱腳彎矩列入表 2 表

18、 2拱腳L/4重力名稱重力(kN）力臂彎矩力臂彎矩P7682.7329.3520038.1310.34787064.75P61228.9232.3539755.5614.837518234.1P5585.6426.415460.908.18754794.93P41572.48520.932864.942.45683863.28P31889.65515.429100.69P22332.4059.923090.81P12924.8854.412869.5合計(jì)173180.533957.78.裝訂線.拱腳彎矩 173180.5+133707.37=306887.87KN.mjML/4 處彎矩 325

19、76.387+33957.78=66534.17KN.m4/LM根據(jù)判別條件，得 （與選用的拱軸系數(shù)相符）215. 0216. 04/4/fyMMLjL按無(wú)矩法計(jì)算，不計(jì)彈性壓縮恒載水平推力KNfMHjg06.22783470.1387.306887腹拱推力 靠近主拱拱頂一側(cè)的腹拱，一般多做成兩平鉸拱，在較大的恒載作用下和考慮到周?chē)奶盍系葮?gòu)造的作用，可以折中地按無(wú)鉸圓弧拱計(jì)算其推力，而不計(jì)彎矩的影響。 腹拱拱腳的水平推力 F=(C1g1+C2g2+C3g3)RB0式中 g1=1hd=220.5=11kN/m2 g2=2(R+d/2)- (R+d/2)2-l2/4 =23(5.3125+0.4

20、0/2)-(5.3125+0.40/2)2-5.31252/4 =15.690kN/m2 g3=3d=230.40=9.20kN/m2由 f0/l0=1/8 和 b=I/AR2=0.000203 查拱橋(上冊(cè))表(I)-4 得 C1=0.78893，C2=0.109， C3=0.8023 F=(0.7889311+0.10915.690+0.80239.20) 5.31259.0=849.609kN 四四.拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)1.彈性中心 ys=表(III)-3 值f =0.32901113.470=4.43177817m2彈性壓縮系數(shù) 2w/f 2=(0.54

21、3/13.470)2=0.00162 1=表(III)-9 值2w/f 2 =11.25810.00162=0.0182 =表(III)-11 值2w/f 2 =9.7950.00162=0.0159 1/(1+)=0.0179 五五.主拱圈截面內(nèi)力驗(yàn)算主拱圈截面內(nèi)力驗(yàn)算 (一)結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算 (1)假載內(nèi)力 a.求假載 由式 (M+qxl2/32)/(Mj + qxl2/ 8)=0.2415 得： qx=(M-0.215Mj)/(0.215/8-1/32)l2=31.5927kN/mb.假載內(nèi)力假載 qx產(chǎn)生的內(nèi)力可以將其直接布置在內(nèi)力影響線上求得。不考慮彈性壓縮的假載內(nèi)力見(jiàn)表 5。 不計(jì)

22、彈性壓縮的假載內(nèi)力不計(jì)彈性壓縮的假載內(nèi)力 表 5影 響 線 面積 項(xiàng) 目表(III)-14(51)值乘 數(shù)力或力矩 (qx)M10.00703-0.00470 0.00164 l26556.3028 10.7523 339.694 拱頂截面H10.06789 0.05990 0.12703 l2/f486.7337 61.8303 1953.38 M10.00887 -0.01031 0.00797 l26556.3028 52.25371650.84 l4 截面H10.04040 0.08739 0.12779 l2/f486.7337 62.1997 1965.06 M10.01950 -

23、0.01437 0.00513 l26556.3028 33.6338 1062.58 H10.09155 0.036250.12775 l2/f486.7337 62.1347 1963.00 拱腳截面V10.16845 0.33155 0.5l80.971140.4856 1279.05 c.計(jì)入彈性壓縮的假載內(nèi)力計(jì)入彈性壓縮的假載內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表 6。 計(jì)入彈性壓縮的假載內(nèi)力計(jì)入彈性壓縮的假載內(nèi)力 表 6項(xiàng) 目拱頂截面l/4 截面拱腳截面cos10.94562 0.78133sin00.325270.62412H11953.381965.06 1963.00 V11279.05 1H1/(1

24、+)34.96635.17435.138N=1-1/(1+)H1cos +V1sin1918.4141824.9382304.577M1339.694 1650.84 1062.58 y=ys-y14.4321.526 -9.038M=M1+1H1y/(1+)494.6631704.515745.003 注：l/4 截面的軸力以 N=1-1/(1+)H1/cos作近似計(jì)算。 (2)“拱軸線恒載”內(nèi)力 a.推力 Hg=(Mj+qxl2/8)/f=(440591.24 +31.592780.97112/8)/13.470=34631.233kN b.考慮彈性壓縮的內(nèi)力考慮彈性壓縮的“拱軸線恒載”內(nèi)

25、力見(jiàn)表 7。 考慮彈性壓縮的拱軸線恒載內(nèi)力考慮彈性壓縮的拱軸線恒載內(nèi)力 表 7 項(xiàng) 目拱頂截面l/4 截面拱腳截面 cos10.94562 0.78133 Hg=Hg-F33781.62433034.665 33034.6651-1/(1+)Hg33176.93332443.345 32443.345 N=Hg/cos33176.933 34309.072 41523.230 N=1Hgcos/(1+)604.691 559.164462.014 N=N-N32572.242 33749.90841061.216 y=ys-y14.432 1.526 -9.038 .裝訂線.V=1Hgy/(1

26、+)2679.991 902.355-5344.355 (3)考慮確定 m 系數(shù)偏差影響的恒載內(nèi)力考慮 m 系數(shù)偏差影響的恒載內(nèi)力等于“拱軸線 m 的恒載”內(nèi)力減去“假載”的內(nèi)力，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 8。 考慮考慮“五點(diǎn)五點(diǎn)”偏差的恒載內(nèi)力偏差的恒載內(nèi)力 表 8截面拱 頂 截 面l/4 截面拱 腳 截 面項(xiàng)目拱軸線恒載假載 qx合 計(jì)拱軸線恒載假載 qx合 計(jì)拱軸線恒載假載 qx合 計(jì)水平力33781.624 1918.41431863.2133034.665 1918.41431116.24233034.665 1918.41431116.242 軸 力32572.242 1918.4143065

27、3.8333749.9081824.938 33749.9741061.2162304.57738756.639 彎 矩2679.991494.6632185.328 902.3551704.515-802.16-5344.355745.003-6089.358 2.“恒載壓力線”偏離拱軸線的影響“恒載壓力線”(指空腹式無(wú)鉸拱橋不考慮拱軸線的偏離和恒載彈性壓縮影響的恒載壓力線，也就是人們所說(shuō)的“三鉸拱恒載壓力線”)與拱軸線在“五點(diǎn)”以外的偏離影響可以用一般力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算，參見(jiàn)圖 13。 (1)“恒載壓力線”偏離拱軸線的偏離彎矩 Mp計(jì)算恒載偏離彎矩 Mp，首先要計(jì)算出橋跨結(jié)構(gòu)沿跨徑各等分段的

28、分塊恒載對(duì)各截面的力矩，再算各截面壓力線的縱坐標(biāo)，然后才能求得 Mp。下面按主拱圈、拱上實(shí)腹段和各集中力三部分計(jì)算各分塊恒載對(duì)各截面的力矩。 a.主拱圈自重對(duì)各截面產(chǎn)生的力矩 Ml(圖 14)dksh1dksh14lAdksh1)(4lAM1012211012225101221251在這里，對(duì)于所要求的每一等分點(diǎn)而言，積分上限 為常數(shù)，并不計(jì)等式前面的負(fù)號(hào)，則上式為： 212510122110122251SS4lAdksh1dksh14lAM 式中：可根據(jù) 值從拱橋(例集)附表 1-1 查得； 011221dsh1Sk 可根據(jù) 值從拱橋(例集)附表 1-2 查得 01222dsh1Sk 主拱圈

29、對(duì)各截面的力矩 M1 的值見(jiàn)表 9。 主拱圈自重對(duì)各截面產(chǎn)生的彎矩主拱圈自重對(duì)各截面產(chǎn)生的彎矩 表 9截面號(hào)S1S2S1-S2M1 (kNm)0123451200000110.0833 0.074230.003320.0029750.7887100.1667 0.163450.014840.0124 3210.268890.2500 0.250890.03035 0.03248388.1218 80.3333 0.32928 0.05322 0.0565 14627.43570.4167 0.4185 20.08722 0.0872 22575.439 60.5000 0.51470 0.12

30、691 0.1304 33759.60150.5833 0.58463 0.169870.171144296.53240.6667 0.68848 0.23430 0.224758173.178 30.7500 0.78942 0.29036 0.301778107.91220.8333 0.87228 0.36360 0.3633 94055.699 10.9167 0.96579 0.44393 0.4414114275.215011.08027 0.54789 0.5324137834.446 b.拱上實(shí)腹段恒載對(duì)各截面產(chǎn)生的彎矩 M2 計(jì)算拱上實(shí)腹段的恒載時(shí)，必須將拱頂填料及面層的矩形

31、板塊和其下面的懸鏈線曲邊三角形塊分開(kāi)才能準(zhǔn)確計(jì)算，否則只能是近似的。 (a)矩形板塊從拱頂?shù)矫總€(gè)截面的矩形板塊的重力：P1=1B0hdl1/2對(duì)實(shí)腹段里每個(gè)截面的力矩： Mi=Pi(l/2)/2=(l2/4)1B0hd2i/2對(duì)空腹段里每個(gè)截面的力矩：Mi=Pkli/2- (l/2)k/2= (l2/4)1B0hdk(i-k/2) ( i0)，產(chǎn)生的力矩 M3=Pa；腹拱水平推力 Hg作用在第 7 與第 8 截面之間，對(duì) 07 截面產(chǎn)生的力矩 M3=Hg(y1-e)。具體計(jì)算見(jiàn)表 11。d.計(jì)算偏離彎矩 Mp上部結(jié)構(gòu)恒載對(duì)拱圈各截面重心的彎矩： Mi=M1+M2+M3壓力線的縱坐標(biāo)： yi=M

32、i/Hg式中，Hg為不計(jì)彈性壓縮的恒載水平推力： Hg=Mj/f=33976.8645kN 拱上實(shí)腹段恒載對(duì)各截面產(chǎn)生的力矩拱上實(shí)腹段恒載對(duì)各截面產(chǎn)生的力矩 表 10截面懸鏈線曲邊三角形矩 形 塊區(qū)間號(hào)kPl(1-)/2M2/2M恒M2=M+M恒01234567891012000000000110.0833 0.1310 24.85380.7500 0.843320.9592 0.0035 876.4876897.4468 100.1667 0.2622 198.8304 0.7502 1.6845334.9290.0139 3168.4987 3503.4277 90.2500 0.3933

33、695.9064 0.7504 2.52631758.0680.031257373.9109 9131.9789 實(shí)腹段分界點(diǎn)0.3265 0.5136 1366.7665 0.7508 (1-0.263)/2(1-0.1751)x80.3333 1366.7665 0.7508 2.84613889.9548 0.0555 13419.1076 17309.062470.4167 1366.7665 0.7508 6.22268504.84120.0827 20053.0754 28557.9166 60.5000 1366.76650.7508 9.5951 13120.958 0.109

34、9 28654.1432 41775.1012 50.5833 1366.7665 0.7508 14.048419200.883 0.1372 33297.2079 52498.0927 40.6667 1366.7665 0.7508 16.344022338.4320.1644 40775.1819 63113.6139 30.7500 1366.7665 0.7508 19.716526947.8520.1916 48965.2466 75913.0986 20.8333 1366.7665 0.7508 23.0889 31557.135 0.2188 51929.3112 8348

35、6.4462 10.9167 1366.7665 0.7508 26.4654 36172.022 0.2460 60507.2852 96679.3072 空腹段01.0003 1366.76650.7508 29.850040797.980 0.2733 69111.6284 109909.6084 各截面上“恒載壓力線”偏離拱軸線的值： y=y1-yi偏離彎矩具體數(shù)值見(jiàn)表 12。 (2)偏離彎矩 Mp在彈性中心產(chǎn)生的贅余力g20121sss2222sp2222p2g012012s21sp1111p1H5(III)(1cos)y-y(y2EAdsNEIdsMdsEIMMXHcos1cosy

36、EIdsMdsEIMMXlfl 值 值值 值 贅余力各項(xiàng)的計(jì)算見(jiàn)表 13。 由表 13 得 X1=-400.9854kNm X2=547.3724kN (3)“恒載壓力線”偏離拱軸線的附加內(nèi)力 “恒載壓力線”偏離拱軸線在拱圈任意截面中產(chǎn)生的附加內(nèi)力為 M=X1-X2 (ys-y1)+Mp； N=X2cos；Q=X2sin拱頂、l/4 截面、拱腳三個(gè)截面的附加內(nèi)力見(jiàn)表 14。 (4)空腹式無(wú)鉸拱的恒載壓力線 空腹式無(wú)鉸拱橋在恒載作用下考慮壓力線與拱軸線的偏離以及恒載彈性壓縮的影響之后，拱中任意截面存在三個(gè)內(nèi)力 Mg=1Hg/(1+)-X2(ys-y1)+ X1+Mp；Ng=Hg/cos- 1Hg

37、/(1+)-X2cos Qg=1Hg/(1+)-X2 sin這三個(gè)力的合力作用點(diǎn)的偏心距為： ei=Mg/Ng 拱上各集中力對(duì)各截面產(chǎn)生的力矩拱上各集中力對(duì)各截面產(chǎn)生的力矩 表 11豎向力P0P1P2P3P18(柱）P4P17(柱）P5P=57.876758.544659.344360.2985 854.632763.1861 1457.5528 64.6013 lx=051015.5 15.5 20.520.525.5截面aMMMMMMMM120000110.0833 3.378 195.5075 4.9873100.1667 6.7476 390.5288 156.376890.2500

38、10.1214585.7932 401.7659 85.4554 80.3333 13.4952 781.0576 574.3819 337.6920 12.3454 176.8827 70.4167 16.869976.3221 823.5987598.9285 223.4851 3523.8314 60.5000 20.2428 1171.5865 1009.4387 829.1650 509.5759 6735.7801 154.5107 4003.4628 50.5833 23.61661366.8509 1287.3864 1001.4015 776.6667 9603.7288 4

39、12.1520 9456.1814 42.1665 40.6667 26.9904 1562.11531539.4333 1138.6380 983.7574 11231.6775 698.7934 15325.9001 3001764 30.7500 30.3642 1757.3797 1799.6556 1343.8745 1010.8482 13874.6262 933.4348 20098.6187 578.1863 20.8333 33.738 1931.0098 1987.2345 1651.1110 1347.9390 18754.5749 1028.0761 28745.337

40、3 785.1961 10.9167 37.11182147.9085 2234.1819 1876.3475 1655.0298 20643.5237 1321.7175 35489.0560 998.2060 01.0000 40.48562341.1729 2547.7786 2098.5840 1852.1205 22098.4724 1654.3589 41984.7746 1256.2159 豎向力P6P15(柱)P7P14(柱)P8P13(柱)腹拱水平力P=72.3476 1746.8101 80.5643 1934.4927 83.7267 1987.8843 F915.231

41、5lx=30.530.535.535.540.5040.50e0.0426合 計(jì)截面MMMMMMMM31200110.0833 200.4948100.1667 546.905690.2500 1073.014580.3333 1.621287.1368 1882.359670.4167 2.76 1987.9185 6146.165860.5000 3.452978.2531 14413.519750.5833 4.89 4021.6068 23946.534240.6667 6.22 5820.0577 35482.08430.7500 200.8734567.0196 8.347098.

42、4593 46164.5163.裝訂線.20.8333 498.6599 10118.9505 63.8573 1092.4034 10.76 9234.7220 68004.349810.9167 791.5379 17863.8815 392.7019 8123.5891 12.43 10987.9324 93537.681301.0000 965.4159 23987.8124 732.5465 14524.7748 246.2711 5008.2960 13.47 12458.7980 121312.9907所以，空腹式無(wú)鉸拱橋恒載壓力線的縱坐標(biāo)： y=y1-ei/cos空腹式無(wú)鉸拱恒

43、載壓力線的縱坐標(biāo)值見(jiàn)表 15。3.空腹無(wú)鉸拱的實(shí)際恒載內(nèi)力空腹式無(wú)鉸拱的實(shí)際恒載內(nèi)力等于計(jì)人拱軸系數(shù) m 的偏差影響的內(nèi)力與“壓力線”及拱軸線偏離的附加內(nèi)力之和，其結(jié)果見(jiàn)表 16。 (二)活載內(nèi)力計(jì)算 1.汽車(chē)-A 級(jí)和人群荷載內(nèi)力 車(chē)道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qM采用 10.0KN/m，計(jì)算剪力時(shí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qQ采用15.0KN/m，所加集中力荷載 P 采用 300KN人群荷載 K2=2bg人=21.253.5=8.75kN偏離彎矩偏離彎矩 Mp 表 12主拱圈拱上實(shí)腹段集中力合 計(jì)“恒載壓力線”拱軸線偏 心偏離彎矩截面號(hào)M1M2M3Mi=M1+M2+M3y1=Mi/Hgy1y=yl-y

44、iMp=Hgy123456789120000000011750.7887897.4468200.49481848.7303 0.053383 0.07650.023117800.5702103210.2688 3503.4277546.9056 7260.60210.209654 0.3075 0.097846 3388.5276 98388.1218 9131.9789 1073.0145 18593.1152 0.653720.6967 0。04298 1488.4504 814627.435 17309.06241882.359633818. 51191.203341.2521 0.04

45、8761688.61897 22575.43928557.9166 6146.1658 57279.5214 1.90431.980 0.0757 2621.5843633759.60141775.101214413.519789948.2219 2.2.85232.8961 0.0438 1516.8480 544296.532 52448.092723946.5342 120741.1589 3.9854.015 0.0300 1038.93699 458173.178 63113.613935482.084 156768.8759 5.18825.3561 0.1679 5814.584

46、0 378107.91275913.0986 46164.5163 200485.5268 6.58946.9425 0.3531 12228.2884 294055.69983486.446268004.3498 245546.495 8.743278.80141 0.05814 2013.4599 1114275.215 96679.3072 93537.1813 304492.2035 10.87363 10.9648 0.09117 3157.3295 0137834.446 109909.6084 121312.9907 369057.0451 13.0450713.470 0.42

47、493 14715.8498 冗余力冗余力 X1、X2計(jì)算表計(jì)算表 表 13截面ycos1/cosy/cosys-y1( ys-y1)y/cosy1123456781201.00000 104.432 00110.0231170.99897 1.013170.0231414.3555 0.100791 0.0765 100.0978460.995811.004210.098257 4.1245 0.405260.3075 90。04298 0.990381.009710.0433973.7353 0.1621010.6967 80.04876 0.982431.017880.049632 3.

48、18090.15787 1.2511 70.0757 0.971601.029230.0779132.4520.1910431.98 60.04380.957471.04440 0.0457461.5359 0.070262.8961 50.0300 0.939621.064260.0319280.417 0.0133144.015 40.1679 0.917521.089890.18299-0.9241-0.16910 5.3561 30.3531 0.89081.122570.39639-2.5105 -0.9951376.942520.05814 0.85919 1.163890.067

49、668-4.36941 -0.295678.80141 1009117 0.822621.216530.110829-6.5328-0.7240210.964800.42493 0.781331.279870.54385-9.038-4.91532 13.47 14.0556 1.65091 -5.99627 “壓力線壓力線”偏離拱軸線的附加內(nèi)力偏離拱軸線的附加內(nèi)力 表 14項(xiàng) 目拱 頂 截 面l/4 截面拱腳截面cos10.957470.78133 sin00.288530.62412 y=ys-y14.432 1.5359 -9.038 N=X2cos547.3724524.0927427

50、.6785Q=X2sin0157.3336341.6261Mp01516.8480 14715.8498X1-400.9854-400.9854-400.9854M=X1-X2y+Mp-2485.31382750162恒載內(nèi)力匯總 表 8 恒載內(nèi)力匯總表 拱腳L/4拱腳項(xiàng)目 截面 M （kNm） N(kN) M （kNm） N(kN) M （kNm） N(kN)無(wú)矩內(nèi)力032912.24028425.58026867.33彈性壓縮內(nèi)力-20119.2-2519.12-76.2063-3777.823271.751-2546.19壓力線偏離內(nèi)力19262.016-290

51、.82275.15333-360.4-2485.313-375.91.合計(jì)-857.2630102.3198.94724287.36786.43823945.23不計(jì)彈性壓縮的汽車(chē)-A 級(jí)及人群荷載內(nèi)力見(jiàn)表 17。計(jì)人彈性壓縮的汽車(chē)-A 級(jí)及人群荷載內(nèi)力見(jiàn)表 18。 五、溫度變化、混凝土收縮徐變引起的內(nèi)力五、溫度變化、混凝土收縮徐變引起的內(nèi)力（一）溫度變化和混凝土收縮內(nèi)力（一）溫度變化和混凝土收縮內(nèi)力1、月平均最高氣溫 37 ； 月平均最低氣溫 3 ； 拱圈合攏溫度 15規(guī)范規(guī)定，考慮混凝土徐變影響，溫度變化內(nèi)力應(yīng)乘以折減系數(shù) 0.7。溫度升高值 =（37-15）0.7=15.4； 溫降值 =

52、（3-15）0.7=-1t2t8.41、 主拱圈分 5 段預(yù)制，然后吊裝合攏成拱，因此混凝土收縮內(nèi)力按溫降 8考慮。規(guī)范規(guī)定，考慮混凝土徐變影響，拱圈混凝土的收縮內(nèi)力應(yīng)乘以折減系數(shù) 0.45.=-80.45=-3.63t2、 內(nèi)力計(jì)算1） 單位溫變引起彈性中心的贅余力拱圈采用 30 號(hào)混凝土，彈性模量kPaMPE74103103查附表（）-5，EILfEIdSYs22095463. 0kNEIdSYtLHst328.254856. 110347.139711.80095463. 0)0159. 01 (9711.801101)1 (72521 kNHt0512.3904 .15328.254

53、.15kNHt7552.2124 . 8328.254 . 8）（ costHN )(1yyHyHMstt(2）內(nèi)力計(jì)算表溫度和混凝土收縮內(nèi)力表 9項(xiàng)目拱腳L/4拱頂0.781330.957471.00000 4.4321.5359-9.03825.32825.32825.328N（kN）19.79024.25125.328單位溫變（t=1）M(kN.m)87.70937.247-228.914N（kN）304.759373.462390.0512溫升（t1=15.4）M(kN.m)1728.707599.080-3525.283N（kN）-166.232-203.707-212.7552溫降

54、（t2=-8.4）M(kN.m)-942.931-326.7711922.881N（kN）-71.239-87.303-91.181混凝土收縮（t3=-3.6）M(kN.m)-404.113-140.045824.092 （六）主拱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算六）主拱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算 根據(jù)橋規(guī)(JTJ022-85)的規(guī)定，構(gòu)件按極限狀態(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 Sd(s0slQ)Rd(Rj/m，k) 計(jì)入荷載安全系數(shù)的荷載組合表 10拱腳L/4拱頂荷載類型項(xiàng)目M(kN.m)N(kN)M(kN.m)N(kN)M(kN.m)N(kN)基本效應(yīng)-857.2

55、630102.3198.94724287.36786.43823945.23永久荷載結(jié)構(gòu)自重荷載安全系數(shù)1.2-1028.71236122.76238.73642914.032943.752628734.276cos)(1mYYs)(1kNHt.裝訂線.荷載安全系數(shù)0.9-771.53427091.8179.052321858.624707.794221550.707基本效應(yīng)-404.113-71.239-140.04-87.303824.092-91.181混凝土收縮荷載安全系數(shù)1.4-565.7582-99.7346-196.056-122.22421153.7288-127.6534Mm

56、ax 時(shí)基本效應(yīng)4447.741059.632883.02439.8352006981.85荷載安全系數(shù)1.46226.8361483.4824036.228615.7692808.41374.59Mmin 時(shí)基本效應(yīng)-3813.3398.593-2355.11091.97-1083.7890.46可變荷載汽車(chē)和人群荷載安全系數(shù)1.4-5338.62558.0302-3297.141528.758-1517.181246.644溫升基本效應(yīng)1728.707304.759599.080373.462-3525.283390.0512荷載安全系數(shù)1.42420.1898426.6626838.71

57、2522.8048-4935.3962406.0717溫降基本系數(shù)-942.931-166.232-326.771-203.7071922.881-212.7552其他可變荷載溫度變化荷載安全系數(shù)1.4-1320.1034-232.7248-457.4794-285.18982692.0334-297.85728荷載組合計(jì)算表表 11拱腳L/4拱頂項(xiàng)目M（kN.m）N(kN)M（kN.m）N(kN)M（kN.m）N(kN)1Mmax時(shí)5014.009441789.844156.086232367.1224098.8230345.5荷載組合2Mmin時(shí)-8204.92138006.27-2838

58、.1830901.359-244.0829457.951Mmax+溫升7826.96539883.463976.60230093.443198.3529174.742Mmax+溫降198.7383866.9174710.4329864.8055023.6928242.423Mmin+溫升-500.64632379.95-3671.46631203.172-1126.530024.28荷載組合4Mmin+溫降-9236.737223.47-2333.30832133.794600.33230261.27注：荷載安全系數(shù)的取值：結(jié)構(gòu)自重彎矩與汽車(chē)荷載彎矩同號(hào)時(shí)恒載系數(shù)取 1.2，異號(hào)時(shí)取0.9，其

59、余荷載系數(shù)取值見(jiàn)表中。 (一)正截面受壓強(qiáng)度驗(yàn)算 1.荷載組合 根據(jù)橋規(guī)(JTJ021-89、JTJ022-85)的規(guī)定，本設(shè)計(jì)得如下兩種組合： SI=s0slS=1.031+1.4(+)恒恒S汽S人S SII=s0slS=1.030.8SI/1.03+1.4St每種荷載組合的設(shè)計(jì)值見(jiàn)表 23。 2.拱圈截面抗力 主拱圈為 30 號(hào)鋼筋混凝土，抗壓極限強(qiáng)度 Rja=21MPa，安全系數(shù) m=1.54，根據(jù)橋規(guī)(用 022-85)第 3.0.2 條規(guī)定，拱圈截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值 RN=ARja/m=6.31821103/1.54=84508.28kN具體數(shù)值計(jì)算見(jiàn)表 12。拱圈抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值表 12截面編號(hào)e0=Mj/Nja=1-(e0/y)3/1+(e0/rw)2RN=aARja/m10.14738460.9388457879340.22-0.2375370.858547472554.430.1747340.884362074735.940.055326220.972464182142.15-0.01435760.995859484085.7拱腳截面6-0.2446670.7884557566630.910.1166610