等截面悬链线圬工拱桥计.doc

黑龙江东方学院建筑工程学部
课 程 设 计
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等 截 面 悬 链 线
圬 工 拱 桥

专 业： 道路与桥梁
课 程： 《桥梁工程》
学 号： 044175104
学生姓名：
指导教师： 余诗泉教授
完成期限： 2007-6-25——2007-7-02

等截面悬链线圬工拱桥计算
一． 设计资料
（一） 设计标准

1．设计荷载
公路二级，人群荷载3kN/㎡。
2．跨径及桥宽
净跨径l0=40m，净失高,净失跨比。
桥面净宽为净7+2×（0.25+0.75m人行道），。

（二） 材料及其数据

1.拱上建筑
拱顶填料厚度，，包括桥面系的计算厚度为0.736m，平均重力密度。
拱上护拱为浆砌片石，重力密度。
腹孔结构材料重力密度。
主拱拱腔填料为砂、砾石夹石灰炉渣黄土，包括两侧侧墙的平均重力密度=kN/
2.主拱圈
M10砂浆砌MU40块石，重力密度。
轴心抗压强度设计值=。
抗剪强度设计值。
弹性模量。
拱圈设计温差为
3.桥墩
地基土为中等密实的软石夹沙、碎石，其容许承载力[]=500kN/㎡。基础与地基间的滑动摩擦系数取。
(三)设计依据
1.交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》，（JTG D60-2004）2004年。简称《桥规1》；
2.交通部部标准《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）2005年，人民交通出版社，《简称桥规2》；
3.交通部部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》，人民交通出版社，简称《桥规3》；
4.《公路设计手册-拱桥》上下册，人民交通出版社，1978。简称《拱桥》。

该比值与假定拱轴系数m=2.814相应得
完全内容见:中国范文网【
二、主拱圈计算
（一）确定拱轴系数
拱轴系数m值的确定，一般采用“五点重合法”，先假定一个m值，定出拱轴线，拟定上部结构各种几何尺寸，计算出半拱恒载对拱桥截面形心的弯矩和自拱顶至跨的恒载对跨截面形心的弯矩。其比值=。求得值后，可由m=中反求m值，若求出的m值与假定的m值不符，则应以求得的m值作为假定值，重复上述计算，直至.两者接近为止。
1. 拟定上部结构尺寸
（1） 主拱圈几何尺寸
1) 截面特性
截面高度d=m·K·取d=0.9m
主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，横面面积A =0.9㎡;
惯性矩I=
截面抵抗矩W=
截面回转半径
2）计算跨径和计算失高
假定m=2.814,相应的=0.21。查“拱桥”表（III）-20（8）得
sin=0.70097,cos=0.71319
计算跨径
计算失高
3）拱脚截面的投影
水平投影
竖向投影

4)计算主拱圈坐标（图1-1）

将拱圈沿跨径24等分，每等分长
。以拱顶截面
的形心为坐标原点，拱轴线上个截
面的纵坐标

主拱圈截面坐标表 表1-1

截面号

1
2
3
4
5
6
7
8
0
1.0000
8.1290645
0.71310
0.83097
7.49809
8.76003
20.31544
1
0.810048
6.58493
0.76431
0.58877
5.99616
7.17370
18.62248
2
0.647289
4.26185
0.81100
0.55487
4.70698
5.81672
16.92958
3
0.508471
4.13339
0.852338
0.52793
3.60546
4.66132
15.23658
4
0.390820
3.17700
0.88800
0.50676
2.67024
3.68376
13.54362
5
0.91988
2.37359
0.91782
0.49029
1.88330
2.86388
11.85067
6
0.210000
1.70710
0.94212
0.47765
1.22945
2.18475
10.15772
7
0.143218
1.6423
0.96137
0.46808
0.69615
1.63231
8.46477
8
0.090308
0.73412
0.97614
0.46100
0.27312
1.19512
6.77181
9
0.050213
0.40818
0.98696
0.45595
-0.04777
0.36413
5.07886
10
0.022133
0.17992
0.99433
0.45257
-0.27285
0.63249
3.33594
11
0.005506
0.04476
0.99860
0.45063
-0.40587
0.49539
1.69295
12
0
0
1.00000
0.45000
-0.45000
0.45000
0
注：第2栏由《拱桥》附录（III）表(III)-1查得
第4栏由《拱桥》附录（III）表(III)-20（3）查得
出现的[表（III）-值]或[表（III）-()值]均为《拱桥》下册相应表格的数值。
（2） 拱上构造尺寸
1） 腹拱圈
腹拱圈为M10号沙浆砌M30粗料石等截面圆弧拱，截面高度,静失高,净失跨比。查《拱桥》上册表3-1得

水平投影
竖向投影
2） 腹拱墩

腹拱墩采用M7.5 沙浆M30块石的横墙，厚0.8m。在横墙中间留出上部为半径R=0.5m的半圆和下部高为R宽为2R的矩形组成的检查孔。
腹拱的拱顶拱背和主拱圈的拱顶拱背在同一水平线上。从主拱圈拱背至腹拱起拱轴线之间横墙中线的高度，其计算过程及其数值见表1-2
腹拱墩高度计算表 表1-2

项目

1*横墙
17.23087
0.84817
1.43728
5.48245
0.74230
0.80296
0.4720
2*横墙
13.43087
0.66112
1.12031
3.11894
0.51203
0.89010
2.0055
3*拱座
9.92742
0.48866
0.82807
1.62626
0.3414
0.94499
0.6681
空、实腹段分界线
9.82397
0.48357
0.81945
1.59068
0.34176
0.94627
0.6339
注：横墙高度也可根据表1-1的有关数值内插计算得到。

2. 恒载计算
恒载分主拱圈、拱上实腹三部分进行计算。不考虑腹拱推力和弯矩对主拱圈的影响。其计算图式见图1-2。
f0

（1） 主拱圈恒载
(2)拱上空腹段的恒载
1） 腹孔上部（图1-3）

图 1-3

（以上三个系数依次分别查《拱桥》上册表3-1、表1-10、表1-9）
填料及路面重

两腹拱之间起拱线以上部分的重量 （图1-4）

2） 腹拱下部

3）集中力

（3）拱上实腹段的恒载（图1-5）
1）拱顶填料及面重

图 1-5

悬链线曲边三角形部分
重量
式中：
重心位置
（3） 各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩见表1-3

半拱横载对拱脚和1/4拱跨截面的弯矩 表 1-3

分块号
恒重
（kN）
l/4 截 面
拱 脚 截 面
力臂（m）
力矩（kN·m）
力臂（m）
力矩（kN·m）
P0-12
485.2223

1124.4984

4662.6477
P13
191.2796

l/2-17.23087=3.0846
590.0211
P14
145.6508

l/2-13.43087=6.8846
1002.7475
P15
50.0968
l/4-9.9274=0.2303
11.5373
l/2-9.92742=10.3880
520.4056
P16
144.6088
l/4-1/29.82397=5.2457
758.5744
l/2-l/2×9.82397=15.4035
2227.4817
P17
94.6523
l/4-7.3952=2.725
261.4770
l/2-7.3952=12.9203
1222.9361
合计
1111.5106

2156.0871

10226.2397
3．验算拱轴系数
由表1-3得
该比值与假定拱轴系数m=2.814相应得