《桥梁工程》
课程设计。专业：土木工程
学号： 姓名。
指导教师： 林跃水。
时间 ： 2024年12月
攀枝花学院。
二o一六年十二月。
设计题目。空腹式等截面悬链线圬工拱桥设计。
一． 设计资料。
1． 桥面净宽：净—7+2×1.5(1.25人行道+0.25安全带)
2． 荷载：汽车—20级。
挂车—100
人群荷载：
人行道每侧重。
3． 跨径：净跨径l=70m
4． 矢跨比：1/4
5． 材料。
1） 钢筋及钢材：
预应力筋：采用钢绞线。
标准强度。设计强度。
普通钢筋：i、ii级钢筋。
钢板：16mn或a3钢。
锚具：锚具为夹片锚。
2） 混凝土：
主梁：c50
人行道及栏杆：c30
桥面铺装：c30
3）材料重度及其它。
6.施工工艺：预应力筋采用后张法施工。
7.参考文献：《公路桥涵设计通用规范》jtg d60-2004；
《公路桥涵设计手册，拱桥（上册）》
公路桥涵设计手册，拱桥（下册》
桥梁工程》，白宝玉编。
拱桥计算实例集拱桥（一）》
有关拱桥设计图纸。
8.结构尺寸。如图下：
图1－1 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脚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。
式中：：拱的自重作用下，半拱自重对拱跨1/4点的弯矩；
拱的自重作用下，半拱自重对拱脚的弯矩；
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：拱圈截面高度按经验公式估算。
d = 100 + 70/100 +0.7 = 1.4m
主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，横面面积a =1.4㎡;
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=0.77556,cos=0.63127
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，拱轴线上各截面的纵坐标。
主拱圈截面坐标表表1-1
注：第2栏由《拱桥上册》附录（iii）表(iii)-1查得。
第4栏由《拱桥》附录（iii）表(iii)-20（8）查得。
出现的[表（iii）-值]或[表（iii）- 值]均为《拱桥》下册相应**的数值。
2） 拱上构造尺寸。
1） 腹拱圈。
腹拱圈为m10号砂浆砌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3-2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
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、拱上空腹段、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。
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3-2、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
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。
二）拱轴弹性中心及弹性压缩系数。
1、弹性中心
2．弹性压缩系数。
三）主拱圈截面内力计算。
大跨径拱桥应验算拱顶、1/4拱跨和拱脚五个截面，必要时应验算1/8拱跨截面。只验算拱顶，这里只算了1/4拱跨和拱脚五个个截面的内力。其余截面，除不计弹性压缩的内力必须在影响线上直接布载求得以外，其步骤和1/4拱跨者相同。
1． 恒载内力计算。
计算拱圈内力时，为利用现有的**，一般采用所确定的拱轴线进行计算。但是在确定拱轴系数时，计算得的恒载压力线与确定的拱轴线很难在“五点”完全重合，本例中二者相差0.21003-0.
21＝0.00003，这个偏差不算大。
计入弹性压缩的恒载内力表1-4
1）不计弹性压缩的恒载推力。
2)计入弹性压缩的恒载内力见表1-4
2．活载内力计算。
1）公路一级和人群荷载的内力单位拱宽汽车等代荷载。
式中，c=2为车道数；
＝1为车道折减系数，双车道不折减。
单位拱桥人群等代荷载式中，b=0.75m为人行道宽度；
q人＝3kn为人群荷载。不计弹性荷载的公路一级及人群内力见表1-5
不计弹性荷载的公路一级及人群内力表1-5
注：在求拱脚相应反力v时，以公路i级等代荷载乘以全部反力影响线面积。人群反力则只乘以相应的影响线面积。
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