悬链线等截面箱形无铰拱桥设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,悬链线等截面箱形无铰拱桥设计,指导老师：李学文、易壮鹏、韩艳、殷新锋,适用班级：道土08(城）-1班,设计时间：11-12学年度第一学期第19周,学号、荷载等级、跨径及矢跨比对应一览表,一、设计基本资料,汽车荷载等级,和人群荷载,具体情况见表,1,。,桥面净宽：净,7,20.75,米人行道。,净跨径：,l,0,=65.00,75.00,米。,矢跨比：,f,0,/,l,0,=1/6,1/8,。,(,具体情况见表,1),拱顶最小填料厚度：,h,d,=0.50,米。,一、设计基本资料,材料性质：,预制闭合拱箱及现浇填缝：,30,号钢筋混凝土,E,1,=3.0 10,4,MPa,1,=25.0 kN/m,3,；,横挑梁：预制,30,号钢筋混凝土,2,=24.0 kN/m,3,；,拱上底梁、立柱、盖梁、腹拱、人行道栏杆：,20,号现浇或预制钢筋混凝土,3,=24.0 kN/m,3,；,一、设计基本资料,材料性质：,拱顶及拱腹填料、护拱：,10,号砂浆砌片石,4,=23.0kN/m,3,；,侧墙：,10,号砂浆砌片石,4,=23.0kN/m,3,；,桥面：,6 cm,厚沥青混凝土,5,=23.0kN/m,3,。,栏杆、人行道：全桥宽平均每延米,10.5kN,；,桥面标高：,85.460,米。,二、参考依据,主拱箱：采用5箱组成,各部分尺寸见“主拱箱断面图”；,腹拱墩的布置：高墩采用立柱式,也可采用挖空的横墙式；,计算温度影响时,设定：最高月平均气温30,最低月平均气温4,合拢温度14；,混凝土收缩按温度下降10考虑。,主拱箱横断面图,H,三、设计依据及参考资料,公路工程技术标准,(JTJ 001-97),人民交通出版社,交通部部颁标准,公路桥涵设计通用规范,(JTG D60-2004),人民交通出版社,交通部部颁标准,公路砖石及混凝土桥涵设计规范,(JTJ 022-85),人民交通出版社,交通部部颁标准,公路桥涵地基与基础设计规范,(JTJ 024-85),人民交通出版社,交通部部颁标准,三、设计依据及参考资料,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范,(JTG D62-2004),人民交通出版社,交通部部颁标准。,公路桥涵设计手册,拱桥,(,上、下册,),人民交通出版社,顾懋清 石绍浦主编,桥梁计算示例集,拱桥,(,二,),人民交通出版社,王国鼎 钟圣斌主编,四、成果及要求,成果：,设计计算书一份（手写）；,拱上结构及主拱圈断面图一张（手绘）。,要求,计算书整洁、清晰,一律采用国际标准单位,小数点位数要求统一；,统一采用A3的图纸,且要求构造正确,按比例绘制,图形线条符合工程制图的要求。,四、成果及要求,设计计算书构成（按前后装订顺序排列）,封面、扉页,课程设计任务书,摘要（关键词,35,个）,目录（要编写页码,且与正文对应）,正文,参考文献、致谢,附件（相关图纸）,五、计算步骤（供参考）,主拱圈截面几何特性计算,阴影部分及现浇纵缝应计入箱形拱主拱圈面积。,拱上建筑布置,主拱圈宽度,7.6m,桥面宽度为,净7+2,0,.,75,m,人行道,则桥面全宽为9.,0,m。,可采用,悬挑桥面,设置横贯全桥的钢筋混凝土挑梁；,采用单独的人行道悬臂构件,将人行道做成悬挑式。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置,为加强箱壁的局部稳定性,提高箱拱的抗扭刚度,拱箱内须设置,横隔板,。,腹孔墩处均宜设置；,除腹孔墩外,一般按间距2.02.5m进行布置,且不宜大于5.0m,厚度在0.060.08m左右,中间挖空,以减轻重量和方便施工。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置,拱型腹孔一般每半跨内不超过主拱跨径的1/41/3,跨中存在一实腹段,腹孔跨数以3,6孔为宜。,腹拱跨径一般选用2.55.5m,也不宜大于主拱跨径的1/81/15。,腹拱宜做成等跨的,以利于腹拱墩的受力和方便施工。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置,常采用,f,/,l=,1/2-1/6的圆弧形板拱,或,f,/,l=,1/10-1/12的微弯板,或,f,/,l=,1/4,-,1/8的双曲拱。,腹拱圈的厚度与它的构造形式有关,当,l,=14m时,石板拱的厚度不小于30cm,混凝土板拱的厚度不小于15cm,微弯板的厚度不小于14cm(其中预制6cm,现浇8cm)；,当,l,=46m时,可采用双曲拱,其厚度一般为30-40cm。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置,腹孔墩可采用横墙式或排架式。,横墙式排架式,五、计算步骤（供参考）,确定拱轴系数,布置拱上建筑(拱上构造)及桥面系；,假定拱轴系数m(或 ),可假定m=2.514,或者 =0.215;,计算各部分恒载重量及其对1/4截面、拱脚截面的力矩,M,1/4,和,M,j,。,五、计算步骤（供参考）,确定拱轴系数,计算 ,如果 与假定值相差在一级(0.005)以内,则m即为采用值。,否则,将计算的 (或相应的,m,)作为新的假定值,重新计算,直到满足要求(相对误差0.005)为止。,五、计算步骤（供参考）,主拱圈恒载内力计算：,要求用“假载法”计算恒载压力线与拱轴线在“五点”存在的内力偏差。,五、计算步骤（供参考）,主拱圈恒载内力计算：,空腹式拱轴线的变化是通过改变,l,/4截面处的纵坐标,y,1/4,来实现的,设拱轴系数为,m,时,l,/4截面处的纵坐标为,则有,：,的符号为：为正；为负,拱轴系数调整后,拱的几何尺寸和内力计算应根据,确定。空腹拱的重力内力计算方法与实腹拱相同。,即先计算结构重力和 共同作用下的水平推力：,不计弹性压缩损失：,计入弹性压缩损失：,然后减去或加上假载 作用下的内力,五、计算步骤（供参考）,五、计算步骤（供参考）,主拱圈活载内力计算：计算拱顶、拱脚、1/4截面的控制内力以及最大的推力；,温度变化及混凝土收缩的内力计算,并按规范计及混凝土徐变的影响；,作用效应组合,主拱圈强度及稳定性验算,稳定性验算的轴向力采用平均值。,