拱橋畢業(yè)設計正文

./.摘要本橋位于滬蓉國道主干線省至段K29+245處,跨越佑溪,溝寬約110m。河道與路線正交,河床穩(wěn)定,河道順直,平時溝水量較少,溝底較深,比降較大,泄洪順暢。設計主要分為橋型方案比較和推薦方案設計,橋型方案中擬定了三個比選方案,方案一為混凝土簡支梁橋,方案二為預應力混凝土箱形連續(xù)梁橋。方案三為上承式混凝土箱形拱橋。通過方案比選,最終選用方案三：上承式混凝土箱形拱橋,跨徑組成為凈跨徑64m拱跨和兩邊各一跨8m簡支板引橋跨。橋梁全長89.28m,橋面凈空為外側0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面寬凈11.0m＋0.75m波形鋼板防撞護欄,橋面橫坡2%。本橋上部為空腹式,下部為重力式實體橋臺,引橋采用輕型橋臺和柱式橋墩。結構計算主要針對上部結構蓋梁、立柱、拱箱,下部結構橋臺進行了細部尺寸擬定、力計算、配筋計算、截面驗算。橋梁下部結構為重力式墩,基礎采用剛性擴大基礎。本設計僅對1號橋墩進行了強度及穩(wěn)定性驗算。關鍵詞：拱軸系數；箱形拱肋；主拱圈力組合；截面強度；剛性擴大基礎。.AbstractAccordingtothegraduationprojecttaskpaperofthebridgeengineeringgraduates,thisbridgeislocatedinsectionK249+245oftheHuRongnationalhighwayinHubeifromyichangtoenshi,whichcrossingthecreekyouxi.Theriverwayisorthogonalwiththeroadandisverydeepwithlittleriverwateratordinarytimes.Bottomoftrenchismoredepthwithmuchgradient,andflooddischargesmoothly.Thedesignmailyfocusonthecomparisonbetweentheprojectstyleofthebridgeandthedesignoftherecommendedstyle.Therearethreealternativesonthebridgestyle,thefistoneisaconcretesimplebeambridge,thesecondisaprestressedconcretecontinuousgirderbridgebox,andthethirdoneisaopenspandreltop-beararchbridge.Throughcomparingthethreeprojects,andthethirdoneisthebest.Thebridgehasanetspanacross64marchandan8msimplysupportedslabbyeveryside.Thebridgeis89.28matlength,witha0.5mreinforcedconcreteimpact-proofguardrailingbytheoutboard,anetwidth11manda0.75mwaveformimpact-proofguardrailanda2%decktransverseslope.Theupperofthebridgeisemptyarchandthebelowisgravitytypeabutmententities.Theapproachbridgehasalighttheabutmentandpillartypepier.Thestructuralcalculationaremainlyaimedatthedetailsizes,internalforces,reinforcementandcrosssectionareaontheuppercappingbeamstructure,uprightcolumn,archboxandthebelowstructureofthebridgeabutment.Thisbridgeadoptsthegravitytypepierandrigidexpandingstructureinlowerfoundation.Inthisarticle,takethestrengthandstabilityofthenumber1bridge-'pierasanexample..Keywords:archaxiscoefficient;archrib;internalforce;internalforcecombination;rigidityofsection;rigidexpandingfoundation.目錄摘要IAbstractII第一章結構設計方案11.1設計資料1橋梁名稱1基本資料1設計標準21.2方案比選2方案一：簡支梁橋2方案二：等截面小箱形連續(xù)梁橋3方案三：鋼筋混凝土箱形拱橋41.3方案選擇5第二章推薦方案橋梁上部結構尺寸擬定62.1方案簡介及上部結構尺寸擬定6拱肋6蓋梁與腹孔墩6橫隔板6橋面板及橋面鋪裝6排水設施62.2主要材料62.3橋梁設計荷載7第三章蓋梁計算83.1上部結構恒載計算8橋面鋪裝及空心板計算8恒載力計算113.2活載計算15活載橫向分布系數計算15按順橋向可變荷載移動情況求支座反力20可變荷載橫向分布后各梁支點反力21各梁恒載、可變荷載反力組合24三柱式反力Gi計算263.3力計算27各截面的彎矩27相當于最大彎矩時的剪力28相當于最大彎矩時的剪力組合29蓋梁力匯總303.4截面配筋設計與承載能力校核31正截面抗彎承載能力驗算313.4.2腹筋及箍筋設計33斜截面抗剪承載能力驗算35全梁承載能力校核37裂縫驗算38撓度驗算38第四章腹孔墩立柱計算394.1恒荷載計算394.2活荷載計算39汽車荷載計算39風荷載計算404.3荷載組合41最大、最小垂直反力42最大彎矩424.4截面配筋計算及應力驗算43作用于墩柱頂的外力43作用于墩柱底的外力434.4.3截面配筋計算43第五章主拱圈力計算465.1主拱截面尺寸的確定46主拱尺寸和材料46主拱截面尺寸擬定465.2拱軸系數的確定47主拱圈截面特性計算47主拱圈立面布置中的計算475.3主拱圈截面力計算49按無矩法計算不計彈性壓縮恒載水平推力49拱圈彈性中心及彈性壓縮系數49彈性壓縮引起的恒載力50壓力線偏離拱軸線引起的力50恒載力56活載力56不計彈性壓縮的活載力57計入彈性壓縮的活載力57溫度變化引起的力62混凝土收縮力635.4荷載組合65計入荷載安全系數的荷載效應65荷載組合685.5主拱圈強度驗算68拱圈強度驗算68拱圈截面合力偏心距驗算695.5.3拱腳截面直接抗剪驗算69拱的整體"強度—穩(wěn)定性"驗算72橫向穩(wěn)定性驗算73第六章橋墩及基礎計算746.1橋臺尺寸擬定746.2荷載計算75橋墩以上恒荷載計算75活載力計算79力組合806.3正截面強度驗算85墩身截面受壓承載能力驗算驗算85墩身截面合力偏心矩驗算866.4基底應力及偏心距驗算86地基承載能力驗算86基底偏心距驗算886.5墩臺穩(wěn)定性驗算88抗傾覆穩(wěn)定性驗算88抗滑動穩(wěn)定性驗算89第七章施工方案917.1施工準備917.2施工方法917.3設備組成部分917.4主要機具91主要機械名稱91主要機具介紹917.5施工步驟92橋位放樣92基礎施工92墩臺施工92主拱圈施工927.6拱上建筑施工94墩柱蓋梁94橋面系工程94參考文獻95附錄96附錄A外文翻譯96第一部分英文原文96第二部分漢語翻譯101致107.結構設計方案設計資料橋梁名稱滬蓉高速公路佑溪橋?；举Y料1橋位概況本橋位于滬蓉國道主干線省至段K29+240處,跨越佑溪。河道與路線正交,河床穩(wěn)定,河道順直,平時溝水量較少,溝底較深,比降較大,泄洪順暢,設計水位：210.17m,一般沖刷線：203.08m；本橋線性為直線,與流水方向正交；橋址斷面、地質情況及路線縱斷面資料見附圖；橋面橫坡采用2%。2橋址斷面資料：橋址斷面特征點樁號及地面高程見表1.1。表1.1橋址斷面特征點樁號及地面高程路線樁號地面標高路線樁號地面標高K29+190243.96K29+245.00207.88+196.00237.92+258.50208.26+200.00235.19+261.50211.46+214.50220.63+272.00220.46+225.00211.06+287.00235.51+231.50205.99+288.50236.95+231.50207.25300.00244.613地質資料：橋位處地質鉆探資料見表1.2。表1.2地質鉆探資料鉆孔編號位置分層編號巖性名稱厚度〔m重度kN/m3承載力kPa1K29+1951強風化白云巖0-8.4208002弱風化炭質白云巖28.720002K29+2361圓礫0-2.93194002弱風化炭質白云巖28.78003K29+2501含碎石亞粘土0-1.76191202強風化白云巖28.77004水文資料：設計水位：210.17m；一般沖刷線：203.08m。5橋面橫坡：采用2%。設計標準1公路等級：高速公路；2橋面凈空：橫向布置采用分離式斷面；半幅：外側0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋凈11.0m＋側0.75m波形鋼板防撞護欄；左側邊緣距路線中心線0.5m；3設計荷載：汽車荷載：公路－=1\*ROMANI級；4設計洪水頻率：1/100；5通航要求：無；6抗震烈度：7度。方案比選方案一：簡支梁橋1孔徑布置：3×30,橋梁全長90m,其橋型布置見圖1.1。2上部結構構造〔1外側0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面凈寬11.0m＋0.75m波形鋼板防撞護欄,橋面橫坡2%?！?主梁：邊跨和中跨高均為2m,T形梁?！?橫隔梁：梁高1.75m。圖1.1立面圖〔尺寸單位：cm3下部構造：采用柱式橋墩,柱式橋臺。4施工方法及優(yōu)缺點簡支梁橋是目前我國農村公路建設中廣泛使用的一種橋梁結構形式。簡支橋梁構造簡單,施工方便,主要由上部結構、支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺和墩臺基礎等組成。簡支梁的主要施工方法有：預制安裝法和就地澆筑法。預制安裝法是在預制工廠或者在運輸方便的橋址附近設置預制場進行梁的成批預制,然后采用一定的架設方法進行安裝就位,其優(yōu)點有工期短、容易控制構件的質量和尺寸精度、降低工程成本、可減少混凝土收縮、徐變引起的變形等,但缺點是：需要大型的起吊運輸設備和施工場地和梁體的整體工作性能就不如就地澆筑法。就地澆筑法是在橋位處搭設支架,作為工作平臺,然后在其上制作模板,并在模板中澆注梁體混凝土,待混凝土達到強度后拆除模板、支架。這種方法適用于兩岸橋墩不太高的引橋和城市高架橋,或靠岸邊水不太深且無通航要求的小跨徑橋梁,優(yōu)點：不需大型的吊裝設備和專門的預制場地、結構的整體性能好,缺點：工期長、施工質量不容易控制、成本較高等。5美觀方面其構造比較單一,所以其美觀性、新穎性比較差。6行車舒適方面相鄰兩跨間存在異向轉角,路面有折角,影響行車平順。方案二：等截面小箱形連續(xù)梁橋1孔徑布置：25m+40m+25m,其橋型布置見圖1.2。圖1.2立面圖〔尺寸單位：cm2上部結構構造〔1外側0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面凈寬11.0m＋0.75m波形鋼板防撞護欄,橋面橫坡2%?！?主梁:采用預應力混凝土〔后連續(xù)小箱梁。3下部結構構造采用柱式墩,墩臺采用樁基礎。4施工方法及優(yōu)缺點連續(xù)梁橋梁彎矩分布比較均勻,梁的撓度也小,可節(jié)約材料,增大跨徑,但因本橋較高,采用全支架施工比較困難,無支架施工時也需要兩套設備吊裝,施工進度比較慢。5美觀方面結構形式單一,與環(huán)境的協(xié)調性較差。6行車舒適方面主梁變形曲線平緩,橋面伸縮縫少,行車舒適。方案三：鋼筋混凝土箱形拱橋1孔徑布置：本方案為懸鏈線箱形拱橋,主拱凈跨徑64m,箱拱凈矢跨比1/8,橋全長89.28m。其橋型布置圖如圖1.3：2上部結構構造圖1.3立面圖〔尺寸單位：cm〔1外側0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面凈寬11.0m＋0.75m波形鋼板防撞護欄,橋面橫坡2%?！?主拱：采用箱形截面,截面高1.6m?！?橫隔板：在腹孔墩柱下面設置,板厚0.30m?！?橋面板：采用裝配式預應力混凝土簡支空心板,厚度40cm,跨徑為796cm。3下部結構構造兩側采用薄壁輕型橋臺,主拱圈采用鋼筋混凝土實體橋臺,基礎為剛性擴大基礎。4施工方法及優(yōu)缺點主拱肋采用無支架門柱式纜索吊裝,每個主拱肋縱向分為3段進行吊裝.箱間現(xiàn)澆鋼筋混凝土橫隔板組成整體箱,箱間橫向用鋼管作臨時連接,本方案主拱箱施工比較復雜,組裝難度高,但構件預制比較多,控制好可加快施工進度。優(yōu)點：具有較大的跨越能力,充分發(fā)揮圬工材料及其它抗壓材料的性能、構造較簡單,受力明確簡潔；缺點：有水平推力的拱橋,對地基基礎要求較高、跨徑較大時,自重較大,對施工工藝等要求較高、建筑高度較高,對穩(wěn)定不利,設計中跨徑不是太大,基礎位于巖石,穩(wěn)定性較好。5美觀方面此種橋造型比較美觀,與環(huán)境的協(xié)調性較好。方案選擇從結構形式看,三個方案可以分為梁式和拱式兩種類型。從受力的角度看,梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結構,由于外力的作用方向與承重結構的軸線接近垂直,故與同樣跨徑的其他結構相比,主梁產生的彎矩最大。拱式橋的主要承重結構是拱圈,這種結構在豎向荷載作用下,橋墩或橋臺將承受水平推力,這種水平推力將顯著抵消荷載所引起在拱圈的彎矩,因此與同跨徑的梁相比,拱的彎矩和變形要小得多從而跨越能力大?？偟膩碚f,三個方案均符合要求,簡支梁橋構造簡單,施工困難少,工期短,連續(xù)梁橋變形和緩,伸縮縫少,剛度大,行車平穩(wěn),但施工工期長,施工困難。拱橋外形美觀,構造簡單,能就地取材,能耐久,而且養(yǎng)護、維修費用少；但自重比較大,相應的水平推力也較大。綜上所述,再結合地形,推薦方案三：上承式混凝土箱形拱橋。推薦方案橋梁上部結構尺寸擬定方案簡介及上部結構尺寸擬定本設計方案采用三跨上承式混凝土等截面箱形肋拱結構,橋下無通航要求,由于跨徑不是很大,故選用一跨,凈跨徑是：64m。橋面全寬12.25m,即外側0.5m鋼筋混凝土防撞護欄+凈11.0m+側0.75m波形鋼板防撞護欄。橋面板采用空心板。支座采用板式橡膠支座。主拱圈采用箱形肋拱,橋墩采用混凝土墩,基礎因地基承載力較高〔弱風化炭質白云巖,故采用明挖剛性擴大基礎。上部結構采用滿堂架施工。拱肋拱肋采用混凝土箱形拱,拱肋高度按經驗公式估算：取拱圈高度取h=1.6m=160cm。 蓋梁與腹孔墩蓋梁的截面尺寸為100cm×120cm,因蓋梁上直接搭設空心板,考慮防震要求,在蓋梁兩端設高20cm寬11cm的擋塊,擋塊與板之間預留2cm以便橋面板的安裝與調整。橫隔板橫隔板從拱頂至拱腳方向設置,橫隔板厚0.16m。每3.38m設置一道〔共7塊,全拱共設20道。橋面板及橋面鋪裝橋面板采用厚度為40cm的空心板,邊板寬度為1.125m,中板寬度為0.99m。橋面的橫坡為2%,在支座上放楔形墊塊形成橫坡。橋面鋪裝選用平均厚度9cm的防水混凝土作鋪裝層,5cm厚的瀝青混凝土磨耗層。排水設施因橋長大于50m,橋面橫坡小于2%,需設置排水設施,橋面每隔8m設一個泄水管,交錯排列于行車道兩側。泄水管直徑10cm。泄水管口頂部采用鑄鐵格柵蓋板,其頂面比周圍路面低5mm主要材料箱形拱肋采用C40混凝土,空心板、蓋梁采用C40混凝土,防撞墻、立柱采用C35混凝土,剛性擴展基礎采用C30混凝土,引橋輕型橋臺及主拱橋臺均采用C30混凝土。受力鋼筋采用R235級鋼筋材料重度瀝青混凝土：γ1=23kN/m3,鋼筋混凝土：γ2=25kN/m3,混凝土：γ3=24kN/m3。橋梁設計荷載公路—=1\*ROMANI級汽車荷載公路—=1\*ROMANI級汽車荷載包括車道荷載和車輛荷載,其中,車道荷載由均布荷載和集中荷載組成,橋梁結構的整體計算采用車道荷載,橋梁結構的局部加載、橋臺和擋土墻壓力等的計算采用車輛荷載。蓋梁計算上部結構恒載計算橋面鋪裝及空心板計算1橋面鋪裝層分攤到每一塊板上的重量：瀝青混凝土面層=0.05×1×23×8=9.2kN防水混凝土鋪裝層=0.09×1×24×8=18kN2空心板計算<1>空心板尺寸見下圖3.1和3.2,每塊空心板的寬度為99cm,空心板長為7.96m。圖3.1橋面板中板尺寸圖〔尺寸單位：cm圖3.2橋面板邊板尺寸圖〔尺寸單位：cm<2>空心板毛截面面積:<3空心板自重：中板：邊板：〔4防撞墻：1防撞墻的尺寸見圖3.32防撞墻毛截面面積：3防撞墻自重〔在8m的板跨：防撞墻均攤到橋面板上:圖3.3防撞墻尺寸<尺寸單位：cm><5波形鋼板防撞護欄波形護欄的質量相對于混凝土可以忽略不計,故只算底座處混凝土的自重。1波形鋼板防撞護欄的尺寸見圖3.4圖3.4防撞墻尺寸<尺寸單位：cm>2波形鋼板防撞護欄毛截面面積：3波形鋼板防撞護欄自重〔在8m的板跨：防撞墻均攤到橋面板上:〔6鉸縫：1>鉸接縫的尺寸如圖3.5圖3.5鉸接縫示意圖〔尺寸單位：cm2鉸縫的面積：3鉸縫重：平攤到每一塊板上的自重為：由于橋面板采用標準的預應力混凝土空心板,所以無須對其進行截面配筋計算。3橋面鋪裝與空心板傳遞給蓋梁的力〔1一塊中板傳給蓋梁的力〔2一塊邊板傳給蓋梁的力4蓋梁自重可分為兩部分：矩形和梯形荷載,見圖3.6。圖3.6蓋梁荷載布置圖恒載力計算1蓋梁立柱支反力計算腹孔上部結構采用鋼筋混凝土空心板,板的連接方式是企口混凝土鉸連接。由文獻[2]規(guī)定：鋼筋混凝土蓋梁,其跨高比時,蓋梁可簡化為連續(xù)梁計算,一般構造圖見圖3.7。圖3.7蓋梁一般構造圖〔單位：cm蓋梁結構自重如圖3.8所示,將蓋梁自重簡化為圖3.9所示,現(xiàn)利用力法計算其作用效應,做圖和圖如圖3.10所示。圖3.8蓋梁結構自重圖〔單位：m圖3.9簡化后蓋梁自重作用情況圖〔單位：m蓋梁自重簡化計算：集中力彎矩圖3.10彎矩圖蓋梁慣性矩C30混凝土的彈性模量由得由豎向力平衡可求的三個支撐反力分別為：2.蓋梁自重及產生的彎矩、剪力計算〔取蓋梁的一半計算蓋梁截面劃分情況見圖3.11蓋梁自重及產生的彎矩、剪力計算如下表3.1圖3.11蓋梁截面劃分〔尺寸單位cm表3.1蓋梁自重及產生的彎矩、剪力計算截面編號自重〔kN彎矩〔kN·m剪力Q左Q右=1\*GB3①-=1\*GB3①-10.78-10.78=2\*GB3②-=2\*GB3②-25.87-25.87表3.1蓋梁自重及產生的彎矩、剪力計算截面編號自重〔kN彎矩〔kN·m剪力Q左Q右③-③-43.8761.10④-④46.1046.10⑤-⑤-4.53-4.53⑥-⑥-55.16-55.16⑦-⑦-70.1670.16注：由于結構對稱,剩余那部分力關于截面7-7對稱?；钶d計算活載橫向分布系數計算活載對稱布置時用杠桿原理法,非對稱布置時用偏心壓力法。汽車荷載：公路—Ⅰ級荷載。1車輛對稱布置1以蓋梁跨中對稱布載a單列車荷載布置如圖3.12:圖3.12單列車對稱布置橫向分布系數〔尺寸單位：cmη1=η2=η3=η4=η5=η8=η9=η10=η11=η12=0η6=η7=×0.6=0.3b雙列車荷載布置如圖3.13:圖3.13雙列車對稱布置橫向分布系數〔尺寸單位：cmc三列車荷載布置如圖3.14:圖3.14雙列車對稱布置橫向分布系數〔尺寸單位：cm以兩立柱跨中對稱布載a單列車荷載布置如圖3.15<a>:圖3.15單列車對稱布置橫向分布系數〔尺寸單位：cmb雙列車荷載布置如圖3.16:圖3.16雙列車對稱布置橫向分布系數〔尺寸單位：cm2非對稱布置a單列車荷載布置如圖3.17<a>:圖3.17非對稱布置橫向分布系數〔尺寸單位：cm由：,已知則：b雙列車荷載布置如圖3.17<b>:由：,已知則：c三列車荷載布置如圖3.17<c>:由：,已知則：按順橋向可變荷載移動情況求支座反力按順橋向可變荷載移動情況,求得支座可變荷載反力的最大值如圖3.18。公路-Ⅰ級荷載,由文獻[7]有：<插所得>。當車道數大于2時,汽車荷載要考慮橫向折減：車道數為2時,折減系數為1.0；車道數為3時,折減系數為0.78;但折減后的效應不得小于兩設計車道的荷載效應。圖3.18順橋向可變荷載支座反力計算圖〔尺寸單位：cm單孔布置單列車時：單孔布置雙列車時：單孔布置三列車時：雙孔布置單列車時：雙孔布置雙列車時：雙孔布置三列車時：可變荷載橫向分布后各梁支點反力計算一般公式為,見表3.2表3.2各梁支點反力計算表荷載橫向分布情況公路—Ⅰ級荷載〔kN計算方法荷載布置橫向分布系數單孔雙孔FR1FR2以兩立柱跨中對稱布置按杠桿原理法計算單車列公路-I級η1=0229.3750.00268.750.00η2=0229.3750.00268.750.00η3=0.3229.37568.81268.7580.63η4=0229.3750.00268.750.00η5=0.4229.37591.75268.75107.50η6=0229.3750.00268.750.00η7=0229.3750.00268.750.00η8=0229.3750.00268.750.00η9=0229.3750.00268.750.00η10=0229.3750.00268.750.00η11=0229.3750.00268.750.00η12=0229.3750.00268.750.00雙車列公路-I級η1=0458.750.00537.50.00η2=0.43458.75197.26537.5231.13η3=0458.750.00537.50.00η4=0.35458.75160.56537.5188.13η5=0.48458.75220.20537.5258.00η6=0458.750.00537.50.00η7=0.38458.75174.33537.5204.25η8=0458.750.00537.50.00η9=0458.750.00537.50.00η10=0458.750.00537.50.00η11=0458.750.00537.50.00η12=0458.750.00537.50.00續(xù)表3.2各梁支點反力計算表續(xù)表3.2各梁支點反力計算表各梁恒載、可變荷載反力組合組合計算見表3.3,表中均取用各梁的最大值,其中沖擊系數為：文獻[1]規(guī)定汽車荷載的沖擊力標準值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數μ。μ按結構基頻的不同而不同,對于簡支板橋：式〔3.1當<1.5Hz時,μ=0.05；當>14Hz時,μ=0.45；當1.5Hz<<14Hz時,μ=0.1767。圖3.19橋面板中板尺寸圖〔尺寸單位：cm由前面計算可知：中板的毛面積:相對于底邊的靜距：毛截面重心離底邊的距離：有文獻[2]查的C40混凝土的彈性模量,代入公式得：則：表3.3各梁恒載、可變荷載基本值〔未計入沖擊系數荷載情況1號板R12號板R23號板R34號板R45號板R56號板R67號板R78號板R89號板R910號板R1011號板R1112號板R12恒載107.88102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54107.88對稱=1\*GB3①單0.000.000.000.000.0080.6380.630.000.000.000.000.00雙0.000.000.00255.310.00228.44228.440.00255.310.000.000.00三0.00157.22157.22220.110.00188.66188.660.00220.11157.22157.220.00對=2\*GB3②單0.000.0080.630.00107.50.000.000.000.000.000.000.00雙0.00231.130.00188.132580.00204.250.000.000.000.000.00非對稱單65.3760.6052.1143.6235.1326.6418.159.661.17-7.32-15.8-20.58雙99.2193.1682.4171.6760.9250.1739.4228.6717.927.17-3.58-9.63三79.1876.2170.9265.6360.3455.0549.7644.4739.1833.8928.6325.63三柱式反力Gi計算利用邁達斯軟件按圖3.20所示情況加載計算三柱反力,其中支座反力Ri見表3.4,取表值。各荷載加載計算結果如表3.5所示。圖3.20彎矩、墩柱反力計算簡圖〔尺寸單位：cm表3.4三柱反力G1的計算支反力G1G2G3板恒載389.83461.49389.83單列對稱①1.8157.661.8單列對稱②113.1487.78-12.79單列非對稱293.51103.75-3.79雙列對稱①107.95751.61107.95雙列對稱②386.7518.45-23.65雙列非對稱218.21101.71-51.16三列對稱①337.58203.43-3.46三列非對稱279.35238111.54力計算各截面的彎矩彎矩計算：按圖3.20給出的截面位置,各截面彎矩計算見表3.5,計算式為：式中墩柱反力及支座反力數值見表3.5所示表3.5不同荷載情況的墩柱反力及支座反力<單位：kN>柱支反力〔雙孔加載板支反力支反力G1G2G3R1R2R3R4R5R6板恒載389.83461.49389.83107.88102.54102.54102.54102.54102.54單列對稱①1.8157.661.80.000.000.000.000.0080.63單列對稱②113.1487.78-12.790.000.0080.630.00107.50.00單列非對稱293.51103.75-3.7965.3760.652.1143.6235.1326.64雙列對稱①107.95751.61107.950.000.000.00255.310.00228.44雙列對稱②386.7518.45-23.650.00231.130.00188.132580.00雙列非對稱218.21101.71-51.1699.2193.1682.4171.6760.9250.17三列對稱①337.58203.43-3.460.00157.22157.22220.110.00188.66三列非對稱279.35238111.5479.1876.2170.9265.6360.3455.05表3.6各種荷載作用下的各截面彎矩計算表〔單位：kN·m截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7蓋梁自重-2.89-13.23-34.155.0154.217.84-9.32板恒載-1.35-63.38-104.93-51.2284.91-60.94-176.31單列對稱①0.000.000.000.903.946.98-32.44單列對稱②0.000.000.0056.57141.6789.0351.53單列非對稱-8.17-38.40-85.20-1.43199.27285.32290.34雙列對稱①0.000.000.0053.98156.36-92.31-280.21雙列對稱②0.000.00-28.8948.89252.63-60.32-205.60雙列非對稱-12.40-58.29-129.46-116.54-203.49-480.82-600.48三列對稱0.000.00-19.6570.5399.75-232.64-425.45三列非對稱-9.90-46.52-103.55-41.5754.02-27.57-91.56相當于最大彎矩時的剪力一般計算公式為：截面1-1：截面2-2：截面3-3：截面4-4：截面5-5：截面6-6：截面7-7：計算值見表3.7表3.7各截面剪力計算表〔單位：kN截面截面1-1截面2-2截面3-3荷載左右左右左右蓋梁自重-10.7810.78-25.88-25.88-43.8861.10板恒載-107.88-107.88-107.88-107.88-210.42179.41單列對稱①0.000.000.000.000.001.80單列對稱②0.000.000.000.000.00113.14單列非對稱-65.37-65.37-65.37-65.37-125.97167.54雙列對稱①0.000.000.000.000.00107.95雙列對稱②0.000.000.000.00-231.13155.57雙列非對稱-99.21-99.21-99.21-99.21-192.3725.84三列對稱0.000.000.000.00-157.22180.36三列非對稱-79.18-79.18-79.18-79.18-155.39123.96續(xù)表3.7各截面剪力計算表〔單位：kN截面截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7荷載左右左右左右左右蓋梁自重46.09546.095-4.53-4.53-55.16-55.16-70.1670.16板恒載179.41179.41-25.67-25.67-128.21-230.75-230.75230.74自+板225.505225.505-30.2-30.2-183.37-285.91-300.91300.9單列對稱①1.81.81.81.81.8-78.83-78.8378.83單列對稱②113.14113.1432.5132.51-74.99-74.99-74.9912.79單列非對稱167.54167.5471.8171.8136.6810.0410.04113.79雙列對稱①107.95107.95-147.36-147.36-147.36-375.8-375.8375.81雙列對稱②155.57155.57-32.56-32.56-290.56-290.56-290.56227.89雙列非對稱25.8425.84-128.24-128.24-189.16-239.33-239.33-137.62三列對稱180.36180.36-196.97-196.97-196.97-385.63-385.63-182.2三列非對稱123.96123.96-12.59-12.59-72.93-127.98-127.98110.02相當于最大彎矩時的剪力組合各板恒載、可變荷載反力組合：組合計算見表3.8和表3.9,其中：沖擊系數為：由恒載、汽車荷載的不同布載情況進行承載能力極限狀態(tài)組合,共有20種組合,具體組合方式如下：組合1：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×單列對稱①組合2：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×單列對稱②組合3：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×單列非對稱組合4：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×雙列對稱①組合5：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×雙列對稱②組合6：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×雙列非對稱組合7：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×三列對稱組合8：恒載×1.2＋1.4×〔1+μ×三列非對稱其中：恒載包括蓋梁自重和板恒載兩部分。按承載能力極限狀態(tài)組合結果見表3.8和表3.9。表3.8各截面彎矩效應組合表〔單位：kN·m截面組合情況截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7組合1-5.09-91.93-166.90-53.92173.61-39.88-277.80組合2-5.09-91.93-166.9040.54407.3199.34-135.32組合3-18.95-157.10-311.47-57.88505.05432.40269.89組合4-5.09-91.93-166.9036.13432.24-208.36-698.22組合5-5.09-91.93-215.9227.51595.59-154.07-571.61組合6-26.13-190.83-386.56-253.19-178.35-867.57-1241.65組合7-5.09-91.93-200.2464.22336.19-446.46-944.66組合8-21.88-170.86-342.60-125.99258.59-98.50-378.11表3.9各截面剪力效應組合表〔單位：kN截面組合情況截面1-1截面2-2截面3-3左右左右左右組合1-142.39-116.52-160.51-160.51-305.15291.66組合2-142.39-116.52-160.51-160.51-305.15480.58組合3-253.31-227.44-271.43-271.43-518.90572.89組合4-142.39-116.52-160.51-160.51-305.15471.78組合5-142.39-116.52-160.51-160.51-697.34552.58組合6-310.73-284.86-328.85-328.85-631.57332.45組合7-142.39-116.52-160.51-160.51-571.92594.64組合8-276.75-250.87-294.86-294.86-568.82498.94續(xù)表3.9各截面剪力效應組合表〔單位：kN截面組合情況截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7左右左右左右左右組合1273.66273.66-33.19-33.19-216.99-476.85-494.85494.84組合2462.58462.5818.9218.92-347.29-470.34-488.34382.78組合3554.89554.8985.6185.61-157.81-326.06-344.06554.16組合4453.78453.78-286.28-286.28-470.08-980.75-998.75998.75組合5534.58534.58-91.49-91.49-713.07-836.11-854.11747.76組合6314.45314.45-253.84-253.84-541.01-749.19-767.19127.57組合7576.64576.64-370.46-370.46-554.26-997.43-1015.4351.92組合8480.94480.94-57.60-57.60-343.79-560.25-578.25547.76蓋梁力匯總將表3.8和3.9中各截面彎矩和剪力匯總于表3.10,并繪制彎矩和剪力包絡圖〔見圖3.17。表3.10力匯總表〔單位：彎矩kN·m,剪力kN截面1-12-23-34-45-56-67-7彎矩最大-5.09-91.93-166.9064.22595.59432.4269.89最小-26.13-190.83-386.56-253.19-178.35-868.57-1241.65截面截面1-1截面2-2截面3-3左右左右左右剪力最大-142.39-116.52160.51160.51-305.15594.64最小-310.73-284.86-328.85-328.85-697.34291.66截面截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7左右左右左右左右剪力最大576.64576.6485.6185.61-157.81-326.06-344.06998.75最小273.66273.66-370.46-370.46-713.07-997.43-1015.4351.92注：表中支點負彎矩未消峰。截面配筋設計與承載能力校核采用C40混凝土,主筋選用R235,,保護層厚5cm〔鋼筋中心至混凝土邊緣。fcd=18.4Mpa,ftd=1.65Mpa,fsd=195Mpa。正截面抗彎承載能力驗算式〔3.21取5-5截面作配筋設計：已知：,,取,。即：化簡后得：解方程得選用Φ28鋼筋,根數。取6根,,配筋率有文獻[2]規(guī)定得：C40混凝土,R235鋼筋=0.62；為防止超筋和保證受壓鋼筋達到抗壓強度設計值,所以需滿足：驗算：該截面實際承載能力為：正截面承載能力與配筋率滿足文獻[2]要求。2蓋梁懸臂端抗彎承載能力驗算已知：,,取,。即：化簡后得：解得：選用Φ28鋼筋,根數。取6根,配筋率該截面實際承載能力為：正截面承載能力與配筋率滿足文獻[2]要求。同理其它截面的鋼筋設計如表3.11所示。表3.11各截面鋼筋量計算表截面號M〔kN·m所需鋼筋面積As〔mm2所需鋼筋根數〔φ28實際選用配筋率根數As〔mm2〔%1-126.13141.150.236.003694.80.4402-2190.831035.101.686.003694.80.3243-3386.562107.343.086.003694.80.3244-4253.191375.542.236.003694.80.3245-5595.593264.605.306.003694.80.3246-6868.574795.537.7910.006158.00.5407-71241.656925.5010.0916.009852.800.864注：表中支點截面3-3、7-7彎矩設計值按表中數值折減10%計算配筋。腹筋及箍筋設計由文獻[10]連續(xù)梁斜截面抗剪承載力計算中規(guī)定,用作連續(xù)梁抗剪配筋設計的最大剪力組合設計值按以下規(guī)定取值：等高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段取支點上橫隔梁邊緣處的剪力組合設計值,變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段取變高度梁段與等高度梁段交接處的剪力設計值；計算第一排彎起鋼筋時,對于等高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段,取用支點上橫隔梁邊緣處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力,對于變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段,取用第一排彎起鋼筋下彎點處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力；計算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時,等高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段,取用各該排彎起鋼筋上彎點處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力,變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段,取用各該排彎起鋼筋下彎點處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力。1截面尺寸檢查截面尺寸符合設計要求。2檢查是否需要根據計算配置箍筋故可在梁跨中的某長度按構造配置箍筋,其余區(qū)段按計算配置箍筋。在l長度圍可按構造要求布置箍筋。3計算剪力圖分配邊支點梁段：支點處的剪力V0=697.34kN,跨中剪力。其中混凝土和箍筋至少承擔；彎起鋼筋承擔,設置彎起鋼筋區(qū)段長度為：中柱支點剪力,跨中剪力。其中混凝土和箍筋至少承擔；彎起鋼筋承擔,設置彎起鋼筋區(qū)段長度為：4箍筋設計箍筋采用直徑為10mm的4肢箍筋,箍筋截面積。邊立柱梁段箍筋間距為：又因為箍筋的間距不應大于梁高的1/2且不大于400mm,所以取箍筋配筋率,滿足要求。由文獻[2]規(guī)定,支座中心向跨徑方向長度不小于一倍梁高圍,箍筋間距不宜大于100mm,梁與柱的交接圍可不設箍筋,靠近交接圍的第一根箍筋。綜上計算故支座中心向跨徑方向長度一倍梁高圍,箍筋間距設為50mm,靠近交接圍的第一根箍筋,其與交界的距離取50mm,其余取100mm。5彎起鋼筋設計彎起鋼筋的彎起角度為,彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力,由各排彎起的末端折點應落在前一排彎起鋼筋彎起點的構造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置,首先計算彎起鋼筋上、下彎起點之間的垂直距離,將計算的各排彎起鋼筋的彎起點截面的以及至支座中心距離、分配的剪力計算值值列入表3.12。以邊支點為例：根據文獻[2]規(guī)定,簡支梁的第一排彎起鋼筋的末端彎折點應位于支座中心截面處。這時為：則第一排彎筋的彎起點1距支座中心距離為837mm。彎筋與梁縱軸線交點1,距支座中心距離為：。對于第二排彎起鋼筋,可得到彎起鋼筋的彎起點2距支點中心距離為。分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值,由比例關系計算可得到：得：所需要提供的彎起鋼筋截面積〔Asb2為第二排彎起鋼筋與梁軸線交點2,距支座中心距離為：其余各排彎起鋼筋的計算方法與第二排彎起鋼筋計算方法相同。表3.12彎起鋼筋計算表端支點段中間支點梁段彎起點123837837805.2距支座中心距離8371674805.2分配的計算剪力Vsbi278.94153.82406.16需要彎筋的面積269814883928可提供的彎筋面積3694.82463.24926.46φ284φ288φ28彎筋與梁軸交點到支座中心的距離4031271.4402.6斜截面抗剪承載能力驗算按文獻[2]條要求,截面符合時可不進行斜截面抗剪承載能力計算,僅按文獻[3]9.3.13條構造要求配置箍筋。經驗算：5-5截面：則：,故5-5截面可按構造要求配置箍筋,其它截面均需進行斜截面抗剪承載能力計算。按文獻[2]條要求,斜截面抗剪承載力驗算按以下規(guī)定計算。式〔3.3由文獻[2]得,,,,fsv=195MPa,?！苯孛嬖谕粡澠鹌矫娴钠胀◤澠痄摻畹慕孛婷娣e〔mm2；—普通彎起鋼筋的切線與水平線的夾角；—斜截面縱向受拉鋼筋的配筋率,,當時,取。1-1截面：,,,2-2截面：,,,故1-1、2-2截面已滿足抗剪要求,不需要配置斜筋。4-4截面：,,,斜筋8Φ28。6-6截面：,,,斜筋12Φ28。故各截面斜截面抗剪承載能力均滿足要求。全梁承載能力校核鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力計算見表3.13所示。表3.13鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力截面號截面上縱筋有效高度受壓區(qū)高度抗彎承載力根數Ash0〔mmx〔mmMu〔kN·m截面1-16.003694.870033492.59截面2-26.003694.895033672.71截面3-36.003694.895033672.71截面4-46.003694.895033672.71截面5-54.002463.295022451.08截面6-610.006158.0950541108.12截面7-716.009852.8950871741.64截面號截面下縱筋有效高度受壓區(qū)高度抗彎承載力根數Ash0〔mmx〔mmMu〔kN·m截面1-14.002463.270022331.00截面2-24.002463.295022451.08截面3-34.002463.295022451.08截面4-44.002463.295022451.08截面5-56.003694.895033672.71截面6-66.003694.895033672.71截面7-74.002463.295022451.08鋼筋布置圖如下圖3.21圖3.21鋼筋布置圖〔尺寸單位cm繪制全梁承載力圖和彎矩包絡圖如圖3.22,由圖可知全梁承載力均滿足要求。圖3.19全梁承載力校核圖裂縫驗算由文獻[2]最大裂縫寬式〔3.41其中帶肋鋼筋系數。荷載短期效應組合彎矩計算值為：荷載長期效應組合彎矩計算值為：系數,系數〔非板式受彎構件。2鋼筋應力的計算3,4最大裂縫寬的計算滿足要求。撓度驗算由文獻[2]規(guī)定跨高比的鋼筋混凝土蓋梁線性剛度較大,撓度均可滿足文獻[2]6.5.3規(guī)定的要求,可不作撓度驗算。本設計,故不需做撓度驗算。腹孔墩立柱計算恒荷載計算由第三章可得：<1>上部構造恒載引起柱頂支反力：G1=389.83kN,G2=461.49kN,G3=389.83kN。<2>蓋梁自重引起柱頂支反力：G1=104.97kN,G2=140.30kN,G3=104.97kN。<3>墩柱自重計算：取2號柱〔最不利作為設計對象如圖4.1：<4>底梁自重：底梁高度取立柱的1/5,h=90cm,則底梁可簡化為如圖所示,圖4.12號柱〔尺寸單位：cm<5>作用墩柱底面的恒載垂直力為：活荷載計算汽車荷載計算荷載布置見上章圖3.12~3.16,其中,由文獻[1]規(guī)定一個設計車道上由汽車荷載產生的制動力標準值按車道荷載標準值在加載長度上計算的總重的10%計算,且同向行駛雙車道的汽車荷載制動力標準值為一個設計車道制動力標準值的兩倍。但公路—Ⅰ級汽車荷載的制動力標準值不得小于165kN。由蓋梁計算得知：1公路Ⅰ級,單孔荷載單列車：相應的制動力：按文獻[1]規(guī)定取165kN。雙列車相應的制動力：按文獻[1]規(guī)定取330kN。三列車相應的制動力：按文獻[1]規(guī)定取386.1kN。2公路Ⅰ級,雙孔荷載單列車：相應的制動力：按文獻[1]規(guī)定取165kN。雙列車相應的制動力：按文獻[1]規(guī)定取330kN。三列車相應的制動力：按文獻[1]規(guī)定取386.1kN。汽車荷載中雙孔荷載產生支點處最大反力值,即產生最大墩柱垂直力；汽車荷載中單孔荷載產生最大偏心彎矩,即產生最大墩柱底彎矩。風荷載計算由文獻[1]規(guī)定:橫向風荷載假定水平的垂直作用與橋梁各部分迎風面積的形心上,其標準值可按下式計算：式〔4.1,按文獻[1]表-3取得,按文獻[1]附表A選取。由文獻[1]規(guī)定：橋墩上的順橋向風荷載標準值可按橫橋向風壓的70%乘以橋墩迎風面積計算。根據文獻[1]規(guī)定,按文獻[1]表-6插取,計算得,按文獻[1]表-1?。?。所以順橋向風荷載為：蓋梁的迎風面積：荷載組合計算各荷載工況引起的柱反力,計算結果見表4.1。表4.1各荷載工況引起的柱反力<未計入沖擊系數>支反力荷載柱支反力〔雙孔加載〔kN柱支反力〔單孔加載〔kNG1G2G3G1G2G3單列對稱①1.80157.661.801.53134.551.53單列對稱②113.1487.78-12.7975.0796.93-11.44單列非對稱293.51103.75-3.79186.2386.81-43.66雙列對稱①107.95751.61107.9592.13641.592.13雙列對稱②386.70518.45-23.65330.04442.49-20.18雙列非對稱218.21101.71-51.16290.78172.84-2.88三列對稱337.58203.43-3.46313.92606.64313.92三列非對稱279.35238.00111.54238.42203.1495.17最大、最小垂直反力由汽車荷載雙孔布載產生支點處最大反力值,即產生最大墩柱垂直力；汽車荷載單孔布載產生最大偏心彎矩,即產生最大墩柱底彎矩；故由雙孔加載的活載〔取大值與恒載組合計算最大垂直反力,見表4.2。表4.2柱頂最大垂直反力組合計算〔雙孔組合工況N=1.2×恒載+1.4×1.212×汽車N1N2N3恒載+活載1869.091997.481869.09最大彎矩由單孔加載的活載〔取大值與恒載組合計算最大彎矩,計算見表4.3表4.3可變荷載組合最大彎矩計算〔單孔編號荷載情況墩柱頂反力計算N<1+μ>垂直力V〔kN一根柱水平力H<kN>對柱頂〔底中心的彎矩M<kN·m>1汽車車道641.5×1.212=777.5777.50.00柱頂彎矩0.25×777.5=194.37荷載制動386.1/3=128.70128.7柱底彎矩128.7×4.56=586.872風力蓋梁1.900.63柱頂彎矩0.63×0.5=0.32立柱5.905.90柱底彎矩5.9×4.56=26.92底梁0.4900.49柱底彎矩0.49×4.56=2.24注：由文獻[2]有：l0=0.7l=0.7×6.518=4.56m,表水平力由三根立柱平均分配。截面配筋計算及應力驗算作用于墩柱頂的外力1垂直力計算最大垂直力：最小垂直力〔需要考慮與最大彎矩值相適應2水平力3彎矩作用于墩柱底的外力=1.2×792.1+1.4×1.212×751.61=2225.85〔kN>1.2×685.11+1.4×1.212×641.5=2097.46〔kN>272.47+1.4×250.94+0.8×1.1×<26.92+2.24>=655.86〔kN·m截面配筋計算墩柱采用C35混凝土,采用Φ25R235鋼筋。長細比為：,故不考慮偏心距增大系數,故由文獻[2]表中查得。1單孔荷載,最大彎矩時：按對稱配筋計算已知：16.1；；。長細比為：,故不考慮偏心距增大系數η?！?判斷大、小偏心受壓、故可按大偏心受壓構件設計〔2求縱向鋼筋面積ξ=0.13,h0=950mm,得到受壓區(qū)高度。而則縱向鋼筋面積為：選每側鋼筋為：5Φ25,即,則：,所以橫橋向按構造要求配鋼筋。滿足截面一側的縱向鋼筋最小配筋率0.2%,橫橋向每側再多配3Φ25〔R235的鋼筋,故截面一側的縱向鋼筋最小配筋率為：〔3截面復核①橫橋向截面復核因長細比為：,故由文獻[2]表中查得=1.0,則：滿足設計要求。②順橋向截面復核截面有效高度h0=1000-50=950mm,則假定為大偏心受壓,即取由式可得到：故確為大偏心受壓構件。由式可得截面承載能力為：滿足要求。2雙孔荷載,按最大垂直力時,墩柱頂按軸心受壓構件驗算,根據文獻[2]條：式〔4.2滿足規(guī)要求。立柱截面配筋圖如下圖4.2圖4.2立柱截面配筋圖主拱圈力計算主拱截面尺寸的確定主拱尺寸和材料主拱圈截面采用箱型板拱截面,材料采用C40混凝土。凈跨徑：L0=64m；凈失高：f0=8m；凈矢跨比：f0/L0=1/8；主拱材料容重〔包括橫隔板：γ=25kN/m3。主拱截面尺寸擬定根據經驗公式：可擬定拱圈的高度；其中：,箱型拱△為0.6-0.7,則：拱圈高取頂、底板厚度一般為15～22cm,?。簝赏庀淅咄飧拱搴褚话銥?2～15cm,取箱肋腹板厚一般為5～7cm,取填縫寬度一般采用20～35cm,取為了保證填縫混凝土澆筑質量,,為安裝縫,一般取4cm。拱圈寬度一般可為橋寬的0.6～1.0倍,但為了保證其橫向穩(wěn)定性,拱寬不能小于跨徑的1/20,所以?。?箱型拱的截面圖如圖5.1。圖5.1箱型拱截面圖〔尺寸單位：cm拱軸系數的確定主拱圈截面特性計算圖5.1可計算出主拱截面特性。由CAD查詢可得主截面特性值如下：1截面積為：A=8.07<m2>2截面重心至底邊的距離y=0.8<m>3截面對重心軸的慣性矩:I=2.56<m4>4慣性矩回轉半徑：主拱圈立面布置中的計算圖5.2拱圈坐標計算簡圖1初設,,由文獻[6]表〔=3\*ROMANIII-20〔6得：2計算跨徑3計算失高4作用于拱上的外力見表5.1表5.1作用于拱上的外力匯總表P2<kN>P3<kN>P4<kN>P5<kN>上部恒載1241.151241.151241.151241.15蓋梁350.26350.26350.26350.26立柱不變28.0328.7829.5030.23立柱可變153.7978.1328.053.11底梁27.3627.3627.360合計1800.591725.671676.321624.75注：立柱可變自重；,,。上部彎矩：5橫隔板自重產生的力計算橫隔板從拱頂向拱腳方向設置,橫隔板厚0.16m。每3.38m設置一道〔共7塊,全拱共設20道。每塊橫隔板的體積：各截面橫隔板重力為：6橫隔板自重產生的彎矩：上述可知截面積為,,計算主拱圈力時把橫隔板均攤到主拱圈上。拱軸線弧長：橫隔板總重為：主拱圈每延米重為：主拱圈換算重度為：由文獻[6]表〔=3\*ROMANIII-19查得半拱懸臂自重對1/4截面和拱腳截面的彎矩為：式〔5.1故：所有半拱懸臂荷載對l/4截面和拱腳截面的彎矩為：所以由：因此取拱軸系數。主拱圈截面力計算主拱圈力包括彈性壓縮引起的恒載力、壓力線偏離拱軸線引起的力、不考慮彈性壓縮的活載力、活載作用下彈性壓縮引起的力、附加力。按無矩法計算不計彈性壓縮恒載水平推力拱圈彈性中心及彈性壓縮系數1彈性中心計算2彈性壓縮系數計算由文獻[6]附錄表〔=3\*ROMANIII-9、附錄表〔=3\*ROMANIII-11計算,得：彈性壓縮引起的恒載力彈性壓縮引起的恒載力計算結果見表5.2。表5.2恒載彈性壓縮力計算表項目拱腳<24>L/8<18>L/4<12>3L/8<6>拱頂<0>-467.1642-467.164174-467.164-467.164-467.164<m>2.75206332.752063322.7520632.7520632.752063<m>4.43062920.6150803670.2730490.06821400.96349050.9948813360.9977260.9994321-450.11-464.77-466.10-466.90-467.16-784.17998.321158.111253.801285.67壓力線偏離拱軸線引起的力1主拱圈重力作用在計算中對主拱圈按計算跨徑等分48段,每段長。等分點編號從拱頂至拱腳,即0-24〔節(jié)點。等分段編號仍從拱頂至拱腳,即1-24截面如圖5.3所示。各分段自重為：式〔5.2式中—節(jié)點n處的傾角；—第n段的自重。圖5.3拱圈分段重力作用在第1分段中心的垂直截面剪力和彎矩作用在第n段中心的垂直截面剪力和彎矩式〔5.3作用在拱腳的垂直截面剪力和彎矩式〔5.42拱上集中力作用〔包括橫隔板對于第n分段,剪力等于該段中心點至拱頂處所有集中力之和,即；以表示單個集中力在拱軸線坐標中的橫坐標,以表示第n分段中心點在拱軸線坐標中的橫坐標,則彎矩為式〔5.53壓力線同拱軸線的偏離值第n分段上的兩節(jié)點為n-1、n,查文獻[6]表〔=3\*ROMANIII-1可得各節(jié)點的縱坐標,則各分段中心點的縱坐標可近似為。偏離值按豎直方向計,第n段中心的偏離值按下式計算式〔5.6式中：—恒載的懸臂彎矩；—不計彈性壓縮的恒載水平推力按以上公式計算,計算成果列入表5.3。4壓力線在各控制點上的偏心距控制點包括拱頂、6號等分點〔3L/8、12號等分點〔L/4、18號等分點〔L/8、拱腳。1壓力線在拱頂的偏心彎矩為02壓力線在6號等分點〔3L/8的偏心彎矩恒載作用下的懸臂力矩:偏心彎矩:3壓力線在12號等分點〔L/4的偏心彎矩恒載作用下的懸臂力矩同可得:偏心彎矩4壓力線在18號等分點〔L/8的偏心彎矩恒載作用下的懸臂力矩同可得偏心彎矩.表5.3壓力線偏心距計算表截面號分段號平均平均段點拱圈自重拱圈自重作用每段中心GiVM0001.0000010.001690.01366930.9997910.6742790.006834640.99990282.12141.0447.550.00510.00510.000020.0067610.05468520.9991822.0228380.034177230.99949282.29423.16427.990.01850.01850.000630.0152160.1230720.9981533.3713960.088878590.99867282.58705.451188.990.04540.04540.004040.0270590.21886210.9967244.7199540.170967030.99744282.99988.042330.880.04290.04300.007450.0422980.34212010.9948756.0685130.280491080.99580283.511271.033854.120.01660.01670.004760.0609410.49291080.9926367.4170710.417515450.99375284.151554.545759.340.00380.00380.001670.0829980.6713150.9899878.7656290.582112920.99131284.911838.698047.320.00450.00460.002780.1084810.87742990.98694810.114190.774372480.98846285.792123.6110719.020.01890.01920.014890.1374061.11138480.98351911.462750.994407350.98523286.792409.4013775.530.04700.04770.0475100.1697881.3733010.979681012.81131.242342920.98160287.912696.1917218.13-0.0091-0.0092-0.0115110.2056461.66333230.975481114.159861.518316670.97758289.152984.1021048.23-0.1162-0.1188-0.1804120.2451.98164040.970901215.508421.822486330.97319290.513273.2525267.43-0.2093-0.2151-0.3919續(xù)表5.3壓力線偏心距計算表截面號分段號平均平均段點拱圈自重拱圈自重作用每段中心GiVM130.2878722.32840320.965951316.856982.155021760.96843292.003563.7629877.48-0.2884-0.2978-0.6417140.3342862.70381480.960641418.205542.516108990.96330293.623855.7734880.32-0.3532-0.3667-0.9226150.3842683.10808560.954981519.55412.905950220.95781295.364149.3840278.02-0.4038-0.4216-1.2251160.4378463.54144210.948971620.902653.324763840.95198297.234444.7446072.86-0.0768-0.0807-0.2683170.4950514.00413490.942631722.251213.772788460.94580299.234741.9752267.26-0.2662-0.2814-1.0617180.5559154.49642290.935951823.599774.250278860.93929301.365041.1958863.84-0.4407-0.4692-1.9943190.6204725.01858110.928961924.948334.757501960.93246303.635342.5565865.38-0.6004-0.6439-3.0633200.6887595.57090870.921662026.296895.294744880.92531306.035646.1873274.86-0.7450-0.8051-4.2627210.7608136.15370510.914062127.645455.86230690.91786308.585952.2281095.42-0.8742-0.9525-5.5837220.8366766.76730990.906182228.9946.46050750.91012311.266260.8089330.41-0.1503-0.1651-1.0668230.916397.41206290.898022330.342567.089686410.90210314.096572.0697983.34-0.4223-0.4682-3.31922418.0883280.889592431.691127.750195450.89381317.076886.15107057.93-0.6785-0.7591-5.8831拱腳拱腳32.36548.088328317.077043.94111740.56合計-5.8503-29.7931.5壓力線在拱腳的偏心彎矩恒載作用下的懸臂力矩同可得偏心彎矩5壓力線偏離拱軸線引起的力1彈性中心贅余力查文獻[6]表〔=3\*ROMANIII-5可得式〔5.7查文獻[6]表〔=3\*ROMANIII-8可得則：注：YS值差表〔=3\*ROMANIII-3得：。6主拱圈力主拱圈力列入表5.4。表5.4主拱圈偏離拱軸線力計算表截面拱腳<24>L/8<18>L/4<12>3L/8<6>拱頂<0>8636.30678636.30678636.3066968636.30678636.30673426.783363426.78343426.7833593426.783363426.783362.752174932.75217492.7521749272.752174932.752174938.0883284.25027891.822486330.4175154500.889590.935950.970900.992631.00000偏心距Mp-1860