空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設計

空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設計1空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設計一、設計資料1．設計標準設計荷載：汽車荷載公路－I級，人群荷載2橋面凈空：凈－8+2×(0.75m+0.25m)人行道+安全帶凈跨徑：凈高：凈跨比：2．材料數(shù)據(jù)與結構布置要求拱頂填料平均厚度(包括路面，以下稱路面)，材料容重主拱圈材料容重(包括橫隔板、施工超重)：拱上立柱（墻）材料容重：腹孔拱圈材料容重：腹孔拱上與主拱圈實腹段填料容重：人行道板及欄桿重：混凝土材料：強度等級為C40，主要強度指標為：強度標準值，強度設計值，彈性模量普通鋼筋：1)縱向抗拉普通鋼筋采用HRB400鋼筋，其強度指標為抗拉強度標準值抗拉強度設計值彈性模量相對界限受壓區(qū)高度，2)箍筋及構造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強度指標為抗拉強度標準值抗拉強度設計值彈性模量本橋采用支架現(xiàn)澆施工方法。主拱圈為單箱六室截面，由現(xiàn)澆40號混凝土澆筑而成。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書實例修改自定)。3．設計計算依據(jù)交通部部頒標準《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60－2021)交通人民出版社交通部部頒標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62－2021)交通人民出版社交通部部頒標準《公路圬工橋涵設計規(guī)范》(JTGD61-2021)交通人民出版社《公路設計手冊-拱橋(上)》人民交通出版社，二、確定主拱圈截面構造尺寸，計算拱圈截面的幾何、物理力學特征值1.主拱圈截面尺寸擬定拱圈截面高度按以下公式估算：式中：——拱圈高度（mm）——拱圈凈跨徑（mm）——對多室箱取600mm故，。又為施工方便，取主拱圈橫橋向取1m單位寬度計算，橫截面積2拱圈由六個各為寬的拱箱組成，全寬B0。箱型截面挖空率可取50%~70%。腹板厚度宜取100~200mm，頂?shù)装搴穸纫巳?00~250mm。綜上布置拱截面如下圖所示：圖SEQ圖表\*ARABIC1主拱圈截面尺寸（尺寸單位：mm）2.主拱圈截面幾何性質截面積：主拱圈重心高度，顯然有繞箱底邊緣的靜面矩：主拱圈截面繞重心軸的慣性矩：回轉半徑：三、確定主拱圈拱軸系數(shù)m及拱上建筑的構造布置和幾何構造尺寸1.確定共軸系數(shù)m假定，對，查《拱橋》(上冊)表(III)-20(6)得：，，=43?03’56’’主拱圈的計算跨徑和計算矢高：拱腳截面的水平投影和豎向投影：，。將拱軸沿跨徑5等分，每等分長。查表(III)-20(6)并計算將各截面計算參數(shù)匯于下表：截面計算參數(shù)表表1截面位置拱背拱腹拱頂0001拱腳12.確定拱上建筑的構造布置和幾何構造尺寸對于拱式腹孔，每半跨內的布置范圍一般不超過主拱跨徑的1/4~1/3。本例中，腹拱跨徑5m，凈矢高1m，板拱厚度300mm，腹拱按等跨處理以利于施工及腹拱墩的受力。腹拱拱頂?shù)墓氨澈椭鞴肮绊數(shù)墓氨吃谕粯烁摺?、2號腹孔墩采用立柱式，寬度600mm，間距2m，3號腹孔墩采空橫墻式，厚度取600mm。構造布置圖如圖2。各墩中線自主拱拱背到腹拱起拱線的高度按計算，并匯于表2：腹拱墩高計算表表2項目1號立柱2號立柱3號橫墻空、實腹段分界線注：其中因為1/5，故，。腹拱拱腳的水平投影和豎向投影：四、結構恒載計算恒載計算先將橋面系換算為填料厚度，再按主拱圈、拱上空腹段。拱上實腹段及腹拱推力四部分進行。1.橋面系換算由已知，欄桿及人行道板每延米重度為，瀝青表處面層每延米重度：以上各部分恒載由拱圈平均分擔，則換算容重為的計算平均填料厚度為：2.主拱圈由表(III)-19(6)查得數(shù)據(jù)并代入計算3.拱上空腹段(1)腹孔上部構造圖及尺寸如圖3所示圖SEQ圖表圖SEQ圖表\*ARABIC3腹孔上部構造2)腹拱圈內弧半徑：3)腹拱圈重力：4)腹拱上的護拱重力：5)填料及橋面系重力：腹拱墩起拱線以上部分結構圖如圖4所示綜上，單個腹拱總重力：圖圖SEQ圖表\*ARABIC4拱腳構造示意圖(2)腹拱下部（包括橫隔板）結構示意圖如圖5所示，在計算立柱與橫墻重力時折入橫隔板，等效為立柱高度。1)梁蓋重力：2)底梁重力：3)1號立柱重力：4)2號立柱重力：5)3號橫墻重力：圖圖SEQ圖表\*ARABIC5腹孔下部構造（單位：mm）(3)腹孔集中力4.拱上實腹段計算圖示如圖6所示。圖SEQ圖表圖SEQ圖表\*ARABIC6拱上實腹段計算圖示(2)懸鏈線曲邊三角形式中：其重心至拱頂?shù)木嚯x：5.腹拱推力圖SEQ圖表\*ARABIC7腹拱拱腳受力圖圖SEQ圖表\*ARABIC7腹拱拱腳受力圖腹拱水平推力：式中：由與，查《拱橋》(上冊)表(I)-4并線性內插得：故：腹拱拱腳推力作用線距x軸的偏心距：腹拱推力對各截面重心產(chǎn)生的力矩按計算。6.驗收拱軸系數(shù)恒載對拱腳與截面的力矩見表3，得該值與之差小于半級，故可確定拱軸系數(shù)五、拱圈彈性中心與彈性壓縮系數(shù)1.彈性中心式中可查表(III)-3得。2.彈性壓縮系數(shù)六、主拱圈結構內力計算1.結構自重內力計算對拱腳與截面進行驗算，如表3所示：半拱恒載對拱腳與截面的彎矩計算表表3項目集中力編號重力（kN）截面拱腳截面力臂（m）彎矩（kN·m）力臂（m）彎矩（kN·m）主拱圈拱上空腹段實腹段腹拱推力Σ當確定m系數(shù)時，其實算值很難與選定的拱軸系數(shù)在“五點”重合，因此必須用“假載法”計入偏離的影響。當計入該部分影響后，相應三鉸拱的恒載壓力線在“五點”以外與選定的拱軸線有偏離。以下分別計算這兩種偏離的影響。(1)假載法確定m系數(shù)時在“五點”存在的偏差確定拱軸系數(shù)時，恒載壓力線在截面與拱腳截面的縱坐標之比為，并不等于所取用的的拱軸線上相應兩點的比值，兩者之差為0.0024.該偏差的影響可比擬為一層虛設的均布荷載作用于選定的拱軸線上。按式：得虛設均布荷載：假載產(chǎn)生的內力可以將其直接布置在內力影響線上求得。不考慮彈性壓縮的假載內力見下表4不計彈性壓縮的假載內力計算表表4項目影響線面積力或力矩()表(III)-14(43)值乘數(shù)拱頂截面截面拱腳截面計入彈性壓縮的假載內力見下表5計入彈性壓縮的假載內力計算表表5項目拱頂截面截面拱腳截面10注：截面軸力按近似計算拱軸線恒載內力推力：考慮彈性壓縮的拱軸線恒載內力匯于表6考慮彈性壓縮的拱軸線恒載內力計算表表6項目拱頂截面l/4截面拱腳截面1注：拱頂截面取F=0，拱腳與截面取考慮確定m系數(shù)偏差影響的恒載內力考慮m系數(shù)偏差影響的恒載內力等于拱軸線m的恒載內力減去假載的內力，計算結果見下表7考慮“五點”偏差的恒載內力表7截面項目拱頂截面截面拱腳截面拱軸線恒載假載合計拱軸線恒載假載

合計拱軸線恒載假載合計水平力23101.491289.9021811.5923799.481289.9022509.5830580.301279.7829300.52軸力22754.271270.5121483.7623484.271353.4522130.8230334.991611.9828723.01彎矩1672.54378.011294.53593.67-143.97737.64-3150.68452.02-3602.70(2)恒載壓力線偏離拱軸線的影響1)恒載壓力線偏離拱軸線的偏離彎矩a.主拱圈自重對各截面產(chǎn)生的力矩計算恒載偏離彎矩，首先要計算出橋跨結構沿跨徑各等分段的分塊恒載對各截面的力矩，再算各截面壓力線的縱坐標，然后才能求得。圖SEQ圖表圖SEQ圖表\*ARABIC8主拱圈自重計算圖示式中與分別從《拱橋(例集)》附表1-1與1-2查得。將計算結果匯于表8：主拱圈自重對各截面產(chǎn)生的力矩表8截面號(kN·m)1211109876543210b.拱上實腹段恒載對各截面產(chǎn)生的彎矩計算拱上實腹段的恒載時，必須將拱頂填料及面層的矩形板塊和其下面的懸鏈線曲邊三角形塊分開才能準確計算。(a)矩形板塊從拱頂?shù)矫總€截面的矩形板塊的重力：對實腹段里每個截面的力矩：對空腹段里每個截面的力矩：式中k表示空、實腹段的分界點，并?。?b)懸鏈線曲邊三角形塊從拱頂?shù)饺我饨孛娴闹亓Γ簩γ恳坏闹匦臋M坐標：在實腹段里，截面重心到任意截面的力臂為，在空腹段里，整塊曲邊三角形面積的重心到每個截面的力臂為。a、b兩部分力矩計算結果匯于表9：拱上實腹段恒載對各截面產(chǎn)生的力矩表9區(qū)間界面號懸鏈線曲邊三角形矩形塊實腹段120.000.0011726.96740.36102908.213122.8996543.207632.61811632.1215086.74k0.374260.54121663.890.75133.305498.470.070014664.1620212.62空腹段70.416671663.890.75134.818004.230.086618123.2726127.5060.500001663.890.75137.7712927.770.119425002.2637930.0350.583331663.890.751310.7317851.320.152331881.2449732.5540.666671663.890.751313.6922775.450.185138761.0561536.5030.750001663.890.751316.6527698.990.218045640.0373339.0320.833331663.890.751319.6132622.540.250852519.0285141.5510.916671663.890.751322.5737546.670.283759398.8396945.5001.000001663.890.751325.5242470.210.316566277.81108748.02(c)各集中力對各截面的力矩拱上空腹段的腹孔各集中力及其相應的橫坐標在之前的計算中已經(jīng)求出，各豎向集中力到截面的力臂（取a>0），產(chǎn)生的力矩；腹拱水平推力作用在7、8截面之間，對0~7截面產(chǎn)生的力矩。計算過程與結果見表10：各集中力對各截面的力矩表10截面豎向力腹拱水平推力合計14=120.00110.00100.0090.0080.0071.7001292.741873.3662.6832040.264779.8053.8782948.8310287.7445.3024031.6318636.1536.9755304.4030419.2628.9236785.6444708.22111.1748496.8563328.91013.75910462.8984021.16(d)計算偏離彎矩上部結構恒載對拱圈各截面重心的彎矩：壓力線的縱坐標：式中，為不計彈性壓縮的恒載水平推力：各截面上“恒載壓力線”偏離拱軸線的值：偏離彎矩：。具體數(shù)值見下表11：偏離彎矩計算表表11截面號主拱圈拱上實腹段集中力合計恒載壓力線拱軸線偏心偏離彎矩1200111098765432102)偏離彎矩在彈性中心產(chǎn)生的贅余力：贅余力各項計算結果見表12：贅余力參數(shù)計算表表12截面120.0001.000000.5000.0004.8170.000110.0180.998421.0020.0184.7340.086100.0580.993631.0060.0584.4830.26190.1000.985501.0150.1024.0610.41380.1200.973821.0270.1233.4620.42770.0000.958331.0430.0002.6760.0016-0.0780.938751.065-0.0831.693-0.1415-0.1310.914841.093-0.1440.498-0.0724-0.1640.886441.128-0.185-0.9260.1713-0.1840.853531.172-0.216-2.5990.5622-0.1200.816291.225-0.147-4.5470.6681-0.0400.775131.290-0.051-6.7980.34900.1890.730670.6840.130-9.383-1.216Σ13.251-0.3951.5103)恒載壓力線偏離拱軸線的附加內力恒載壓力線偏離拱軸線在拱圈任意截面中產(chǎn)生的附加內力為：拱頂、截面、拱腳三個截面的附加內力見表13。附加內力計算表表13項目拱頂截面截面拱腳截面10.938750.7306700.344600.682734.8171.693-9.383130.11122.1495.070.0044.8488.830.00-1672.094050.51637.68637.68637.6810.94-1254.685909.014)空腹式無鉸拱的恒載壓力線空腹式無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內力：這三個力的合力作用點的偏心距為。所以空腹式無鉸拱橋恒載壓力線的縱坐標。相應恒載壓力線縱坐標值見下表14：空腹式無鉸拱恒載壓力線表表14截面1211109876543210表中數(shù)據(jù)由相關數(shù)據(jù)代入后按以下內力公式計算：(3)空腹無鉸拱的實際恒載內力空腹式無鉸拱的實際恒載內力等于計人拱軸系數(shù)m的偏差影響的內力與“壓力線”及拱軸線偏離的附加內力之和，其結果見下表15恒載內力表表15截面內容拱頂截面截面拱腳截面表7表13合計表7表13合計表7表13合計水平力130.11130.1122639.69130.1129430.63軸力130.11122.1422252.9695.0728818.08彎矩10.941305.47-1254.68-517.045909.012306.312.活載內力計算車道荷載均布荷載標準值采用，計算剪力所加集中力荷載采用360kN。人群荷載：活載內力計算表（不計彈性壓縮）表16截面項目計算荷載影響線面積力或力矩公路-I級人群荷載合計表(III)-14(43)乘數(shù)面積拱頂截面相應相應截面相應相應拱腳截面相應相應汽人相應相應汽人不計彈性壓縮的活載內力見表16，計入彈性壓縮的活載內力見表17?；钶d內力計算表（計入彈性壓縮）表17項目拱頂截面l/4截面拱腳截面10與相應的與相應的七、溫度變化與混凝土收縮徐變引起的內力計算時將混凝土收縮折算為溫度的額外降低。拱圈合攏溫度7月平均最低氣溫2月平均最高氣溫30拱圈材料彈性模量拱圈材料線脹縮系數(shù)混凝土收縮作用按下降10溫度的影響計?？紤]混凝土徐變作用影響時，溫度變化影響力；混凝土收縮影響力。因此：溫度降低時溫度升高時在彈性中心產(chǎn)生的水平力：溫度變化、混凝土徐變和收縮的內力見下表18:溫度變化、混凝土徐變和收縮內力計算表表18項目溫度上升溫度下降拱頂截面截面拱腳截面拱頂截面截面拱腳截面-8307.0510.938750.7306710.938750.730674.8171.768307.05288.24224.35-211.76-198.79-154.73-1479.07-509.622105.101020.05351.46-1451.79八、主拱圈正截面強度與穩(wěn)定性驗算1.荷載組合計算根據(jù)橋規(guī)(JTGD60-2021)的規(guī)定，構件按極限狀態(tài)設計的原則是：荷載效應不利組合的設計值小于或等于結構抗力效應的設計值。即：式中：——承載能力極限狀態(tài)下作用幾本基本組合的效應組合設計值；——結構重要性系數(shù)，對于公路-I級標準采用的安全系數(shù)；——第個永久作用效應的分項系數(shù)，按照JTGD60-2021的表采用；——第個永久作用效應的標準值；——汽車荷載效應分項系數(shù)，取用；——汽車荷載效應的標準值；——在作用效應組合中除去汽車荷載效應和風荷載以外的其他第個可變作用效應的分項系數(shù)，取用；——在作用效應組合中除去汽車荷載效應外的其他第個可變作用效應的標準值；——在作用效應組合中，除汽車荷載效應外的其他可變作用效應的組合系數(shù)，當永久作用與汽車荷載和人群荷載組合時，人群荷載的組合系數(shù)取，當除汽車荷載外尚有兩種其他可變作用參與組合時，；以此類推。對于本例取永久作用為結構自重；可變荷載作用為汽車和人群荷載；其他可變荷載作用為溫度變化與混凝土收縮徐變。根據(jù)橋規(guī)(JTGD60-2021)的規(guī)定，承載力極限狀態(tài)組合設計值為：其中當對結構承載不利時，取；當對結構承載有利時，取。組合設計值見下表19：荷載組合結果表表19荷載組合拱頂截面截面拱腳截面(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)(kN·m)(kN)組合I1恒+動max2恒+動min組合II1恒+動max+溫升2恒+動max+溫降3恒+動min+溫升4恒+動min+溫降2.正截面抗壓強度與穩(wěn)定性驗算按規(guī)范，拱圈應進行整體的“強度一穩(wěn)定”驗算，將拱換算為直桿并按直桿承載力計算公式驗算拱的承載力?，F(xiàn)先進行構造配筋并按下式校核：式中：——結構重要性系數(shù)，對于公路-I級標準采用的安全系數(shù)；——-軸向力設計值；——構件截面面積——混凝土抗壓強度設計值，C30混凝土為——縱向鋼筋截面面積——鋼筋抗壓強度設計值，采用HRB400鋼筋，——拱圈換算壓桿縱向彎曲系數(shù)，對混凝土拱圈按《橋梁工程》表4-3-2取圖SEQ圖表\*ARABIC9截面配筋示意圖其中構造配筋主筋采用HRB400鋼筋，對一側翼緣取16Φ12，按雙層布置。普通箍筋與附加箍筋采用HRB355取Φ8圖SEQ圖表\*ARABIC9截面配筋示意圖計算結果見下表20：強度與穩(wěn)定性驗算表表20荷載組合拱頂截面截面拱腳截面組合I1恒+動max2恒+動min組合II1恒+動max+溫升2恒+動max+溫降3恒+動min+溫升4恒+動min+溫降結構抗力效應設計值由表20可知，驗算截面均滿足“強度一穩(wěn)定”驗算要求。即采用構造配筋已保證主拱圈截面的強度與穩(wěn)定性。九、拱上結構強度與穩(wěn)定性驗算1.立柱強度與穩(wěn)定性驗算①、②號立柱采用鋼筋混凝土設計，先按構造要求配筋并進行強度與穩(wěn)定性校核?？v向鋼筋為8Φ12的HRB400，箍筋采用Φ8的HRB355鋼筋，間距S=100mm。立柱構造配筋示意圖如右圖10所示。圖SEQ圖表\*ARABIC10立柱配筋示意圖由于①、圖SEQ圖表\*ARABIC10立柱配筋示意圖式中符號意義同上。立柱上下固結，故由，查表得取故①、②號立柱強度與穩(wěn)定性滿足要求。2.橫墻強度驗算③號橫墻采用素混凝土設計，并按下式進行強度驗算：式中符號意義同上。故③號橫墻滿足強度要求。

本科生學位論文論多媒體技術在教學中的應用姓名：指導教師：專業(yè)：教育管理專業(yè)年級：完成時間：

論多媒體技術在教學中的應用[摘要]多媒體不再是傳統(tǒng)的輔助教學工具，而是為構造一種新的網(wǎng)絡教學環(huán)境創(chuàng)造了條件，特別是對于教育社會化來說，多媒體網(wǎng)絡是一種更理想的傳播工具。多媒體本身具有：融合性、非線性化，無結構性、相互交涉性、可編輯性、實時性等特點；同時運用在教育教學上又有其特長：利于信息的存儲利用、是培養(yǎng)發(fā)散性思維的工具、促使學習個別化的實現(xiàn)。多媒體在教學中的應用有著多種的形式，它在提高學生學習興趣上有著積極的作用，同時它還能促進學生知識的獲取與保持、對教學信息進行有效的組織與管理、建構理想的學習環(huán)境，促進學生自主學習等多方面的效果。立足未來發(fā)展，利用多媒體網(wǎng)絡技術，開展教學試驗。[關鍵詞]多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)資源共享多媒體技術主要指多媒體計算機技術，加工、控制、編輯、變換，還可以查詢、檢索。人們借助于多媒體技術可以自然貼切地表達、傳播、處理各種視聽信息，并具有更多的參與性和創(chuàng)造性。當今多媒體已成為廣泛流傳的名詞，但人們對于它的認識，特別是對于它在教育教學方面如何更好應用，未知的因素還很多。

一、多媒體的教育特長任何一種媒體不管其怎樣先進，它只能是作為一種工具被應用到教育領域，能不能促進教育的改革，。。。。。。應當吸取教訓，加強理論研究，充分認識多媒體的特性及其教育特長，以便更好地在教育領域開發(fā)應用多媒體。

1、多媒體的特性

（1）融合性多種符號系統(tǒng)的融合是多媒體的特性之一，多媒體的這一特性區(qū)別于過去媒體符號系統(tǒng)的單一性或復合性。也就是說多媒體技術不是將符號系統(tǒng)疊加，而是具有整體性的融合。

（2）非線性化，無結構性因為多媒體是在超文本、，其組合結構是固定的、不變的。

（5）實時性多媒體信息中的聲音、活動視瀕、動畫于時間有密切聯(lián)系，對它們進行呈現(xiàn)、交互等集成處理是實時的。在顯示某一主體內容時，其視聽信息具有同步性。

2、多媒體的教育特長

（1）信息的存儲利用便利多媒體特別是多媒體WWW網(wǎng)絡信息的存儲、提取、雙向傳輸非常便利，它應用于教育，更利于教學信息傳播機制的建立。

（2）發(fā)散性思維的工具在培養(yǎng)學習者發(fā)散性思維方面…………或創(chuàng)造性思維的基礎。

（3）促使學習個別化的實現(xiàn)多媒體WWW網(wǎng)絡有利于個別化的實現(xiàn)。因為學習者各人需求、學習經(jīng)驗、認知程度等不同，學習方法也有差異，由于多媒體教學信息的多角度多層次性，不具有固定的學習目標