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1、四川荣县旭水大桥空腹式拱桥设计作者姓名：张晋玮专业名称：土木工程指导教师：王 刚 讲师成都理工大学工程技术学院学位论文诚信承诺书本人慎重承诺和声明：1.本人已认真学习学位论文作假行为处理办法（中华人民共和国教育部第34号令）、成都理工大学工程技术学院学位论文作假行为处理实施细则（试行）（成理工教发201330号）文件并已知晓教育部、学院对论文作假行为处理的有关规定，知晓论文作假可能导致作假者被取消学位申请资格、注销学位证书、开除学籍甚至被追究法律责任等后果。2.本人已认真学习成都理工大学工程技术学院毕业设计指导手册，已知晓学院对论文撰写的内容和格式要求。3.本人所提交的学位论文（题目：四川荣县
2、旭水大桥空腹式拱桥设计），是在指导教师指导下独立完成，本人对该论文的真实性、原创性负责。若论文按有关程序调查后被认定存在作假行为，本人自行承担相应的后果。承诺人（学生签名）： 20 年 月 日 电视墙也就是电视背景装饰墙，是居室装饰特别是大户型居室的重点之一，在装修中占据相当重要的地位，电视墙通常是为了弥补客厅中电视机背景墙面的空旷，同时起到修饰客厅的作用。因为电视墙是家人目光注视最多的地方，长年累月地看也会让人厌烦，所以其装修就尤为讲究摘要拱桥是我国最常用的一种桥梁型式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠，特别是公路桥梁，据不完全统计，我国的公路桥中7%为拱桥。本桥是单跨的，净跨径为80m
3、等截面悬链线拱桥。采用空腹式拱上结构，在主拱上侧布置立柱，主拱圈为等截面钢筋混凝土箱型截面。本设计主要包括两方面：一是全桥方案的设计。包括：拱圈、立柱、承台、桥面板及桥面铺装层的材料及尺寸的确定；拱圈几何力学性质的计算；拱轴系数的确定；主桥设计计算。其中主桥设计计算主要包括相关参数的计算、恒载内力计算、活载内力计算、温度变化和混凝土收缩引起的内力计算。二是拱圈整体“强度稳定”验算，全桥方案设计的验算包括：主拱圈截面强度验算、整体“强度稳定”验算、拱圈整体“强度稳定”验算、拱脚直接抗剪强度验算。关键词：拱桥 箱型拱 内力 强度 稳定性AbstractArch bridge is one of t
4、he most commonly used bridge type in our coun-try, the style of the great number of them, for all kinds of bridge, hightway Bridges, in particular, according to incomplete statistics, 7% of Chinas highway bridge arch bridge. This is a single span bridge, cross section such as net span of 80 m catena
5、ry hingeless arch arch bridge. Using hollow type on the arch structure, decoirate in the main arch upper pillar, the main arch ring for the section of reinforced concrete box section, etc.This design mainly includes two aspects:One is the design of the whole bridge. Including: arch ring, column, pil
6、e caps, bridge panel and bridge deck pavement materials and the determination of size; Calculating arch ring geometrical and mechanical properties. The determination of the arch axis coefficient; Main design calculation. The main design mainly includes the calculation of relevant parameters, dead lo
7、ad, live load internal force calculation, internal force calculation temperature variation and concrete shrinkage caused by internal force calculation.Second, the arch ring the overall strenrgth - stability calculation, calculating the whole bridge design includes: main arch ring section of intensit
8、y, overall strength - stability calculation, arch ring strength - stability calculation, the arch foot direct shear strength calculation.Keywords:arch bridge, box arch, force, strength, stability四川荣县旭水大桥空腹式拱桥设计目录摘要IAbstractII目录III前言11 设计资料22 拱圈力学性质33 确定拱轴系数63.1 立墙及以上结构自重对l/4跨、拱脚的弯矩63.1.1 立墙位置63.1.2
9、立墙处y1计算73.1.3 中间插入值计算73.1.4 立墙及墙帽高度计算73.1.5 拱上建筑自重及其对l/4跨、拱脚弯矩73.2 拱圈半拱悬臂自重作用下，1/4跨和拱脚的剪力与弯矩93.3 验算拱轴系数93.4 不计弹性压缩的拱自重水平推力Hg93.5 弹性中心位置、弹性压缩系数和自重弹性压缩水平推力104 主桥设计计算114.1 自重效应114.1.1 拱顶截面114.1.2 拱脚截面114.2 公路II级汽车荷载效应124.2.1 汽车荷载冲击力124.2.2 拱顶截面134.2.3 拱脚截面154.2.4 拱顶、拱脚截面汽车效应标准值汇总174.3 人群荷载效应184.4 温度作用效
10、应194.4.1 拱顶截面204.4.2 拱脚截面214.5 混凝土收缩效应215 拱的验算所用荷载效应235.1 拱的整体“强度稳定”验算用荷载效应235.2 拱脚截面直接抗剪强度验算用荷载效应255.2.1 自重剪力255.2.2 汽车荷载剪力255.2.3 人群荷载剪力265.2.4 温度作用效应265.2.5 混凝土收缩效应275.2.6 与剪力相应的轴向力276 拱圈作用效应标准值汇总287 主拱验算307.1 拱圈截面强度验算307.2 拱圈整体“强度-稳定”验算347.3 拱脚截面直接抗剪验算35结论37参考文献38致谢39附件 1 箱型拱立面图40附件 2 立墙及桥面铺装41附
11、件 3 箱型拱截面图42- 43 -前言拱桥造型优美，曲线圆润，富有动态感,在我国拥有悠久的历史。它是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。从早期的石拱桥到混凝土拱桥，再到钢拱桥、钢管混凝土拱桥,伴随着建筑材料、建造技术、设计理论的不断进步，拱桥的各项指标记录一次次被打破。拱桥在日常生活中也越来越常见，所以本次设计涉及的是等截面悬链线混凝土空腹式箱型拱桥。本设计中用到了结构力学、材料力学、结构设计原理、桥梁工程等学科的诸多知识。并且我从图书馆借阅了大量参考书籍力求将设计做到规范、合理、清楚。虽然该桥结构不算复杂，但整个结构设计计算量大，数据众多，难度较大。当然也正是由此，我得到切实的锻炼
12、和提高，它使我这四年所学的专业知识更加系统化、具体化，对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义。1 设计资料设计荷载 公路-级汽车荷载，人群荷载2.8125kN/m桥面净宽 净7.0m附21.0m人行道净跨径 =80m净矢高 =16m净矢跨比拱圈厚度 m拱圈宽度 b=7.0m材料重力密度 =24kN/m3箱梁的顶部盖板为M10浆砌C35混凝土预制板其他均为C35现浇混凝土，强度设计值分别为5.47MPa和13.699MPa。砌体弹性模量MPa，C35混泥土弹性模量MPa5。拱上建筑采用跨径5m的简支板。假定拱轴系数m=2.240。其中，为拱轴线1/4跨处坐标，为计算矢高。拱轴线的拱脚处切线
13、与水平线交角=43.066 公路桥涵设计手册，拱桥（上册）1附表III-2，=0.68284，。2 拱圈力学性质拱圈截面如图2.1所示。图2.1 拱圈截面图（尺寸单位：cm）拱圈截面为C35混凝土与C35混凝土预制板砌体的组合截面。拱的结构计算应采用弹性材料力学方法，把C35作为标准层，预制板砌体则乘以砌体弹性模量与C35弹性模量的比值 =0.77。拱圈截面的几何力学性质如表2.1所示。由表2.1得如下数据：截面面积：A=5.403m2截面重心距底边：=S/A=5.445/5.403=1.008m截面重心距顶边：=1.9-1.008=0.892m截面对重心轴的惯性矩7：=0.5246+7.28
14、35-5.4031.0082=2.3183m4截面回转半径： =0.655m计算跨径：=80+21.0080.68284=81.3766m计算矢高：=16+(1-0.73057)1.008=16.2716m计算矢跨比6：=16.2716/81.3766=0.2拱轴线长度6：=1.3766=89.813m见公路桥涵设计手册，拱桥（上册）1附表III-8。表2.1 拱圈截面几何力学性质计算表编号尺寸及换算截面计算（m）换算面积A(m2)分块面积重心至全截面底边距离y(m)对底边面积矩S=Ay(m3)对自身重心轴惯矩I0(m4)对底边惯性矩I=Ay2(m4)170.120.840.060.05040.0.240.41.4620.21.462.3360.584（1.46/2）+0.12=0.852.4820.414951.68780.103740.4219370.140.981.9-0.07=1.831.7930.3.2819440.20.180.1441.9-0.14-0.18/2=1.670.240.0.4016521.30.180.3281.9-0.14-0.18/2=1.670.5480.0.9148631.20.180.4540.7580.1.26627-5（0.
