乌巢河大桥设计计算书全册.doc

乌巢河大桥设计计算书
—、主拱圈设计
(一)、设计资料及基本数据
1、基本资料：
设计荷载：汽——15级，挂--80
桥面净空：净--7+2'0．5m安全带
主拱净跨：Lo--120m
净矢跨：fo=20m，fo／LO=l／5
主拱结构：分离式石肋拱
拱轴线型：悬链线拱轴线，m’1．543
拱上腹拱：9—13m，fO／LO=1／7变截面圆弧衫
拱上立墙：b二1．Om，0．8m
拱顶填料hs=0．15m混凝土路面
2、主要材料
主拱圈：20#砂浆砌100#粗料石锒面
20#小石子混凝土砌100#块石腰排
腹拱圈：15#小石子混凝土砌60#块石
立 墙：10#砂浆砌100#粗料石
桥面：25#混凝土
3、主拱截面尺寸及几何性质
(1)截面积中性轴：
面积：A=2'2．5叫．6二8．00m’ 中‘哇轴：y r’l／2*1．6二0．800m
1．6-0．8二0．800m
(2)，陨‘哇矩：10二2*1／12*2．5*1．63二1．70667m4
W二2。1／6。2．5*1．62
(4)拱跨：计算跨径：
120+2*0．8*0．65447二121．047m
计算矢高：卜24+0．8—0．8*0．75609二24．195m
厶X----121．047／24二5．043625m
(5)拱趾几何数据：(pk‘45‘4244”
sin(Pk=O．65447
COS(Pk=O．75609
拱圈几何性质表(2)
┌──┬──────┬─────┬─────┬────────────┬────────┬──────┬──────┐
│截 │ y，／f │ h │ cosqo │ O’／2’O／(2*cosqo)│ y，二一O’／2 │ yl+(1／2 │ X │
│间 │ │ │ │ │ │ │ │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 0 │ 1．000000 │ 24．195 │ 0．75609│ 1．058 │ 23．137 │25．253 │60．52350 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│l │0．829330 │20．066 │0．79088 │ 1．012 │ 19．054 │21．078 │55．47897 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│2 │0．677219 │16．385 │0．82411 │ 0．97l │ 15．414 │17．356 │50．43625 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│3 │0．542609 │13．128 │0．85535 │ 0．935 │ 12．193 │14．063 │45．39262 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│4 │0．424565 │10．272 │0．88423 │ 0．905 │ 9．367 │ 11． 177 │ 40．34900 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 5 │ 0．322265 │ 7．797 │ 0．9104l│ 0．879 │ 6．918 │ 8．676 │ 35．30537 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 6 │ 0．235000 │ 5．686 │ 0．93360│ 0．857 │ 4．829 │ 6．543 │ 30．36175 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 7 │ 0．162162 │ 3．924 │ 0．95357│ 0．839 │ 3．085 │ 4．763 │ 25．21812 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 8 │ 0．103246 │ 2．498 │ 0．97012│ 0．825 │ 1．673 │ 3．323 │ 20．17450 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 9 │ 0．057841 │ 1．400 │ 0．98313│ 0．814 │ 0．586 │ 2．214 │ 15．13087 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 10│ 0．025633 │ 0．620 │ 0．99248│ 0．806 │ —0．186 │ 1．426 │ 10．08725 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 1l│ 0．006397 │ 0．155 │ 0．99812│ 0．802 │ —0．647 │ 0．957 │ 5．04363 │
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│ 12│ 0．000000 │ 0．000 │ 1．00000│ 0．800 │ —0．800 │ 0．800 │ 0．00000 │
├──┴──────┴─────┴─────┴────────────┴────────┴──────┴──────┤
│ 注：表内第二栏查《拱桥手册》附录(111)表(111)——1 │
│ 表内第四栏查《拱桥手册》附录(111)表(111)——20 │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
(二)恒载计算及拱轴系数的确定：
1、半跨两裸自重：2791．861<覆町
力矩：Mi’0．52435*L’／4*A*丁’0．52435*121．0479／4*8．0*2．4*10
368782．73正覆＼f．m
：88927．031<9町。m
拱趾i茜砌部分：P13二2．0*1．87*1．6*2．4*10二143．62KN
4#～0#变宽部分：P14二20．1745*1．1008*1．2*1．6*2．4*10二1023．35KN
拱上构造恒重：
V114+V2+V4+V5
(39．24*14+268．259+11．52+141．481) *10二4761．96垦K町
P16‘V114+V2+V4+V6
(39．24*14+268．259+11．52+63．842) *10二3985．57取覆＼f
P17‘V114+V2+V4+V7
(39．24*14+268．259+11．52+25．136) *10二3598．511<Ⅱ町
P18’V113．3+V3+V9
(39．24*13．3+134．13+120．741+1．999) *10二3090．591<覆呵半跨恒载、力矩列表(3)
┌────┬───────┬─────────────┬─────────────┐
│ 恒载编│ │ l／4 │ 拱脚 │
│ 口 │半跨恒载P(KN) │ │ │
│ │ ├──────┬──────┼─────┬───────┤
│ 亏 │ │力臂(m) │力矩(KN．m) │力臂(m) │力矩(KN．m) │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 0—12 │ 12791．86 │ │ 88927．03 │ │ 268782．73 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 13 │ 143．62 │ │ │ 1．2618 │ 181．22 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 14 │ 1023．35 │ │ │ 6．7248 │ 6881．86 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 15 │ 4761．96 │ │ │ 12．2235│ 58207．82 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 16 │ 3985．57 │ │ │ 26．2235│ 104515．6 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 17 │ 3598．51 │ 9．96175│ 35847．46 │ 40．2235│ 144744．67 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ 18 │ 3090．59 │ 23．86175 │ 73746．89 │ 54．1235│ 167273．55 │
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│ ∑ │ 29395．46 │ │ 198521．38│ │ 850587．45 │
├────┴───────┴──────┴──────┴─────┴───────┤墙座：’1／2'5．0*0．78*1．40*24．0=65．52KN
(7)3#立墙：V7=233．36+18．00=251．36KN
(7．6*1．54*0．8+3．0*0．2*0．6)*24．0=233．36KN
1／2'5．0*0．3*1．0*24．0二18．001KN
(1)主拱圈计算Mj、M1／4系数查《圬工拱桥》附录(1)表(10)。
(2)拱上构造参照示图计算过程从简、从略。
3#立墙计算式中的3．0*0．2*0．6为横系梁加宽部分。
(三)活载内力计算
汽·
15等代荷载计算：
车道数C=2，拱圈全宽B=8m，两肋宽B’二5m
按两肋宽计算活载效应；K1二2。
该桥地处峡谷人烟稀少，故不考虑人群荷载。
身 座
墙 墙等代荷载计算表(5)
┌────┬───┬────┬───────────────┬───────────────┬───────┐
│ 截 │项目 │单位 │ 影响线面积。 │ 等代荷载 │力或弯矩((d │
│ │ │ │ ├─────┬───┬─────┤ │
│ 间 │ │ │ │ K │ K1 │ P二K*Kl │ P) │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │Mmax │KN．m │ 0．00620L’二90．845 │ 15．4 │ 2 │ 30．80│ 2798．03 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ 12# │ H │ KN │ 0．06300L’／f二38．153 │ 9．6 │ 2 │ 18．20│ 732．54 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│(拱顶) │Nmin │KN．m │ —0．00522L2二—76．485 │11．5 │2 │ 23．00│ —1759．16│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．06325L‘／f二38．304 │ 10．2 │ 2 │ 20．40│ 781．40 │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmax│ KN．m │ 0．00829L’二121．468 │ 15．2 │ 2 │ 30．40│ 3692．63 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．06294L’／f二38．116 │ 10．6 │ 2 │ 21．20│ 808．06 │
│ 9# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ 一0．00782L’二一114．582 │11．3 │2 │ 22．60│ —2589．55│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．06330L’／f二38．334 │ 士0．4 │ 2 │ 20．80│ 797．34 │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmax│ KN．m │ 0．00919L’二134．655 │ 15． 1 │ 2 │ 30．20│ 4066．58 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．05578L’／f二33．780 │11．1 │2 │ 22．20│ 749．92 │
│ 8# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ 一0．00906L’二132．75l │11．2 │2 │ 22．40│ —2973．62│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．07046L’／f二42．670 │ 10．5 │ 2 │ 21．00│ 896．07 │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmax│ KN．m │ 0．00907L‘二132．897 │ 15．0 │ 2 │ 30．00│ 3986．91 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．0468L’／f二24．636 │11．6 │2 │ 23．20│ 571．56 │
│ 6# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ —0．00967L’二141．688 │11．1 │2 │ 22．20│ —3415．47│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．08566L’／f二51．815 │ 10．6 │ 2 │ 21．20│ 1098．48 │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmax│ KN．m │ 0．00580L’二84．984 │ 13．1 │ 2 │ 26．20│ 2226．58 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．02333L’／f二14．129 │ 10．7 │ 2 │ 21．40│ 302．36 │
│ 4# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ 一0．00678L‘二99．343 │ 12．2 │ 2 │ 24．40│ —2423．97│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．01029L’／f二62．322 │ 10．3 │ 2 │ 20．60│ 1283．83 │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmax│ KN．m │ 0．00342L’二50．111 │ 12．1 │ 2 │ 24．20│ 1212．69 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．02595L’／f二15．697 │ 10．5 │ 2 │ 21．00│ 329．64 │
│ 3# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ 一0．00425L’二62．273 │ 12．7 │ 2 │ 25．40│ —1581．73│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．10029L’／f二60．735 │ 10．2 │ 2 │ 20．40│ 1238．99 │
├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ Mmax│ KN．m │ 0．001773L2二259．787 │ 11．0 │ 2 │ 22．00│ 5715．31 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．08797L‘／f二53．274 │ 10．3 │ 2 │ 20．60│ 1097．44 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ 0# │ V │ KN │ 0．5L二60．523 │ 3．3 │ 2 │ 6．60 │ 399．45 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ (拱脚)│ Mmin│ KN．m │ —0．001551L’二227．258 │ 13．2 │ 2 │ 26．40│ —5999．61│
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 0．03827L’／f二23．176 │ 10．1 │ 2 │ 20．20│ 468．16 │
│ ├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤
│ │ V │ KN │ 0．5L二60．523 │ 7．5 │ 2 │ 15．00│ 907．85 │
└────┴───┴────┴───────────────┴─────┴───┴─────┴───────┘
挂一80验算荷载
车道数按一列挂车通过，无人群荷载
拱圈全宽B二8m，两肋宽5m。
按两肋宽验算。
│ m：M,／4／Mj’198521．38／850587．45二0．2334七0．235(吻合) │
└────────────────────────────────────────┘
拱车由系数验算：m’M1／4／Mj‘198521．38／850587．45
附拱上构造恒重如下：
：0．2334怨0．235(吻合)
(1)、1m长桥面系：V1二栏杆+缘石+路面9．60+8．64+21．00二39．24KN
1#～3#立墙上腹拱：
(3)、4#立墙上腹拱：
(14*2．257—0．10804*12．3049)
*8．0*22．0二2682．59KN
2414．82KN
V4二8．0*1．0*0．6*24．0二115．20KN
V5二639．02+691．7948+84．00二1414．81KN
(7．6*6．86—3．4*4．21—1．5708*1．72)*0．8*24二639．02KN
(7．6*6．86—3．4*4．21—1．5708*1．72)*1*24．0二691．79KN
1／2*5．0*1．01．4*24．0二84．00KN
V6二572．90+65．52二638．42KN
(7．6*6．04-3．4*3．39—1．5708*1．7’) *8．0*24．0二572．91┬───┬──────┤ │
│ 间 │ │ │ │ K │Kl │ P二K*Kl │ P) │
├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │MmaX │KN．m │ 90．845 │ 398 │ 1 │ 398 │ 3615．63 │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ 12# │ H │ KN │ 38．153 │ 22．2 │ 1 │ 22．2 │ 847．00 │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│(拱顶) │ Mmin│ KN．m │ 一76．485 │ 16．7 │ l │ 16．7 │ 一1277．30│
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 38．304 │ 12．9 │ l │ 12．9 │ 494．12 │
├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ MmaX│ KN．m │ 121．468 │ 38．5 │ l │ 38．5 │ 4676．52 │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 38．116 │ 21．5 │ l │ 21．5 │ 819．49 │
│ 9# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ —114．582 │ 17．? │ 1 │ 17．7 │ —2028．10│
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 38．334 │ 14．4 │ 1 │ 14．4 │ 552．0l │
├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ MmaX│ KN．m │ 134．655 │ 37．9 │ l │ 37．9 │ 5103．42 │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 33．?80 │ 21．2 │ l │ 21．2 │ 716．14 │
│ 8# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ 132．751 │ 18．2 │ l │ 18．2 │ —2416．07│
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 42．670 │ 15．1 │ l │ 15． 1 │ 644．32 │
├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ MmaX│ KN．m │ 132．897 │ 37．2 │ l │ 37．2 │ 4943．77 │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 24．636 │ 20．8 │ l │ 20．8 │ 512．43 │
│ 6# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ Mmin│ KN．m │ 士41．688 │ 18．7 │ l │ 18．7 │ —2649．57│
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 51．815 │ 15．8 │ 1 │ 15．8 │ 81868 │
├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │MmaX │KN．m │ 84．984 │ 28．0 │ 1 │ 28．0 │ 2379．55 │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│ │ H │ KN │ 14．129 │ 17．8 │ 1 │ 17．8 │ 251．50 │
│ 4# │ │ │ │ │ │ │ │
│ ├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤
│