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1、L50m空腹式悬链线无铰拱石拱桥计算设计资料某等截面空腹式悬链线无铰拱石拱桥上部结构为等跨50m的石砌板拱,下部结构为重力式墩和U型桥台，均置于非岩石土上。（）设计标准l）设计荷载公路级汽车荷载,人群荷载3kN/2.2）跨径及桥宽净跨径=，净矢高f=10m,净矢跨比f0L=1/5.桥面净宽为净9+2。5，B0=12m.（）材料及其数据l)拱上建筑拱顶填料厚度hd=.5，包括桥面系的计算厚度为0。6m,换算平均重力密度=2k/3。护拱为浆砌片石,重力密度=23/m。腹孔结构材料重力密度=24kN3。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=20k/m3。）主拱圈M7.砂浆
2、砌U0块石，重力密度=4kN/m3。拱圈材料抗压强度设计值=.3MPa。拱圈材料抗剪强度设计值=0.07MPa。弹性模量=7300MPa。拱圈设计温度差为+2,-15。（3）设计依据1)公路桥涵通用设计规范（JTGD6-2004），简称桥规D；2）公路圬工桥涵设计规范）(JTGD61-205),简称桥规D6；3)公路桥涵设计手册拱桥上册（石绍甫)、下册（顾安邦）,简称拱桥。主拱圈计算（)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/4跨的恒载对/4跨截面形心的弯矩。其比值.求得值后，可由
3、肌中反求m值，若求出的值与假定的舰值不符,则应以求得的肌值作为假定值,重复上述计算，直至两者接近为止。l）拟定上部结构尺寸主拱圈几何尺寸a。 截面特性 主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，； ; 。b. 计算跨径和计算矢高假定m=2.4,相应的。查拱桥表()-20（8）得 ,；。 拱脚截面的投影；。d。计算主拱圈坐标(图3.4-63）图3.463将拱圈沿跨径4等分，每等分长；以拱顶截面形心为坐标原点,拱轴线上各截面的纵坐标l=表()值f，相应拱背及拱腹纵坐标：其数值见表3.49。 主拱圈截面坐标表 表3。4-9 截面号xnly1d/2cosj34567825.31544 .250000 9100
4、0119 0。63097 7.983 87600123.0521。0125606.8960.3 0。5877.99 13722.0920 089111 5。261877 11 05587 4.70705。867518.6580。5 .1332 0。8238。5293 。6058 66135 6.696 0.488525 。17015 0.88800 0.506 .6026 。6877514.76734 。3495 2.370 09178 0。49028331 2.8389 612。572 0。2600 1.7111 0921 0.4776 22946 286 710。54810。790231。
5、1423 0。6137 0。4688 0。6615 16328.438 01288 0.7323 097614 0.4610 。2731 11952 96。886 .766 008186 09696 0。455950。04776 0。86413042192 。066 0。179921 0.99433 0.4557 -0。27240。649 1。102 .00683.447 .99860。4063 005870.4953920000 0.000000.000000 1.0000。5000-0.4500 0.500 注：1）第2栏由拱桥附录(）表（）-1查得第4栏由拱桥附录（）表（）2（8)查得；
6、2）本例中出现的表（）值或表()()均为拱桥下册相应表格的数值。上构造尺寸a。拱圈腹拱圈为M0砂浆砌MU粗料石等截面圆弧拱，截面高度=0。3，净跨径l=3.0m，净矢高f06m，净矢跨比fl=1/5，查拱桥上册表3得 水平投影竖向投影.腹拱墩腹拱墩采用.5砂浆砌MU30块石的横墙，厚。0m，在横墙中间留出上部为半径R=0.50m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洪圈的拱顶拱背在同一水平线上,从主拱圈拱背至腹拱起拱线之间横墙中线的高度，其计算过程及其数值见表.4-0。腹拱墩高度计算表腹拱墩号xcd/2(1/cos)1腹拱墩22。28 0。881551。4881 7.
7、41133 082690 0.829-0。11046.490 2腹拱墩18.3087 0.7809 1.23375 4。8650.89988 .8910。0553.121 3拱座中心线1.942 0.589657 0.9992.0404388 094490。22211251 空实腹界限1.8230.555700。9923 2。8228 .438210。420。0552。056727 表3.1 注： 横墙高度也可根据表.4-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、拱上实腹段三部分进行计算,不考虑腹拱推力和弯矩对主拱圈的影响,其计算图式见图3.4-64。主拱圈恒载832223
8、19314825002图.4拱上空腹段的恒载a.腹孔上部（图3。45）图。45（以上三个系数依次分别查拱桥上册表3-、表10、表19)两腹拱之间起拱线以上部分的重力(图4-66)：图3-66 b.腹孔下部1号横墙： P=4.46714(05l.0/2）/102。4kN2号横墙: P=216062-(05。0+/2）/120。2=0。056kN3号拱座: P=（0.696+0.50。212)0.206924=4。0084kNc.集中力13=03.0654+8。3400=18.44kNP14103.05+0.056=1121kNP15=（103。6-1490）/2+4.084=483366k拱上实
9、腹段的恒载（图3。6）图3。467a。拱顶填料及桥面重。悬链线曲边二角形部分 m=2. 则悬链线曲边三角形的重量为： 重心位置： 各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩见表。11.半拱恒载对拱脚和1/4拱跨截面的弯矩 表41 块号自重K/4截面拱脚截面力臂/m力矩/（Nm)力臂/m力矩/（KNm）-264。6443981。7 123127445。12 P17.404 /。23087=。8657。077 P44。1214 l/-8。4307=7。061002.08 P54833664.974-l4=2.269709。7l/1.92742=10。388502。06 121.600/41/*.8239
10、=5.271057。6l/2-/24.827=1。336。4530 17147。7000 /41.52.177312。843l.5=4。8154288。34合计1332。3148。585 1536. 3)验算拱轴系数由表得（满足半带宽要求）故可确定284为设计拱轴系数.（)弹性压缩内力）弹性中心 2)弹性压缩系数 系数：查表计算得： (3）主拱圈截面内力计算大跨径拱桥应验算拱顶、3/拱跨、1/4拱跨和拱脚四个截面，必要时应验算1/8拱跨截面。为节省篇幅,本例只验算拱顶、1/4拱跨和拱脚三个截面的内力.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/拱跨相同.l）恒载内
11、力计算计算拱圈内力时，为了利用现有的表格，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0.2000。1=0.0001。当这个偏差较大时,要用“假载法计入其影响。本例不计偏离的影响。不计弹性压缩的恒载推力 在不考虑偏离影响时，拱为纯压构件，弯矩、剪力为零,轴力为计入弹性压缩的恒载内力见表312。计入弹性压缩的恒载内力 表3.412 项目拱顶（L/2截面）L/4截面拱脚0111.01 12010.00 .6066。8.201-0.45 1677co00 94 07 0。07290.07290.079113。1508113150815315081。0911.099 1。02
