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1、.11级桥梁工程课程设计专 业：交通工程班 级：交通学 号： 02姓 名： 指 导 教 师：罗韧XX工业大学交通学院二0 一四年六月目录1课程设计任务书31.1设计题目31.2设计资料3设计标准3材料数据与结构布置要求3设计计算依据41.3设计内容41.4设计成果52空腹式等截面悬链线箱形无铰拱桥设计计算书52.1主拱圈截面几何要素的计算52.1.1 主拱圈横截面设计52.1.2 箱形拱圈截面几何性质62.2确定拱轴系数6上部结构构造布置72.2.2 主拱圈7拱上腹孔布置92.3结构恒载计算92.3.1 主拱圈9横隔板10拱上空腹段恒载122.3.4 拱上实腹段142.3.5 腹拱推力14验算
2、拱轴系数15拱圈弹性中心及弹性压缩系数162.4主拱圈截面内力验算162.4.1 结构自重内力计算16活载内力计算262.5温度变化、混凝土收缩、徐变的内力计算282.6主拱圈正截面强度验算292.7拱上结构强度与稳定性验算32立柱强度与稳定性验算32横墙强度验算333.课程设计小结33参考文献331课程设计任务书1.1设计题目 空腹式等截面悬链线箱形无铰拱桥设计1.2设计资料设计标准设计荷载：公路I级, 人群荷载3.5kN/m2桥面净空 净8+2人行道+安全带净跨径L080m净高f016m 净跨比f0/L01/5材料数据与结构布置要求拱顶填料平均厚度hd0.5m,材料容重122.0kN/m3
3、 主拱圈材料容重225.0kN/m3 拱上立柱墙材料容重225kN/m3 腹孔拱圈材料容重323k/m3 腹孔拱上填料容重422kN/m3 主拱圈实腹段填料容重122kN/m3 人行道板及栏杆重52.0kN/m；混凝土材料： 强度等级为C30,主要强度指标为： 强度标准值fck=20.1MPa,ftk=2.01MPa 强度设计值fcd=13.8MPa,ftd=1.39MPa 弹性模量Ec=3.0104MPa普通钢筋1纵向抗拉普通钢筋采用HRB400钢筋,其强度指标为 抗拉强度标准值fsk=400MPa抗拉强度设计值fsd=330MPa弹性模量 Es=2.0l05MPa 相对界限受压区高度xb=
4、0.53,xpu=0.19852箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋,其强度指标为 抗拉强度标准值fsk=335MPa抗拉强度设计值fsd=280MPa 弹性模量Es=2.0105MPa本桥采用支架现浇施工方法。主拱圈为单箱六室截面的钢筋混凝土拱圈,由C30混凝土现场浇筑而成。拱上建筑可采用简支板形式或圆弧拱形式,净跨为57m左右,拱脚至拱顶布置46跨左右 。1.2.3设计计算依据交通部部颁标准公路桥涵设计通用规范 交通人民出版社交通部部颁标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 交通人民出版社交通部部颁标准公路圬工桥涵设计规范 交通人民出版社公路设计手册-拱桥 人民交通出版社,2000.7
5、1.3设计内容1) 确定主拱圈截面构造尺寸,计算拱圈截面的几何、物理力学特征值；2) 确定主拱圈拱轴系数m及拱上建筑的构造布置和几何构造尺寸；3) 结构恒载计算；4) 主拱结构内力计算；5) 温度变化、混凝土收缩徐变引起的内力；6) 主拱结构的强度和稳定验算；7) 拱上立柱的内力、强度及稳定性验算；8) 手工绘制2张相关施工图。1.4设计成果1) 空腹式等截面悬链线无铰拱设计计算书2) 空腹式等截面悬链线无铰拱设计纵断面施工图3) 空腹式等截面悬链线无铰拱设计横断面施工图悬链线箱形无铰拱桥纵断面参考 图 1-4-1悬链线箱形无铰拱桥横断面参考 图1-4-22空腹式等截面悬链线箱形无铰拱桥设计计
6、算书2.1主拱圈截面几何要素的计算2.1.1 主拱圈横截面设计拱圈截面高度按经验公式估算D= l0/100 + =80/100+0.6=1.4m 拱圈由六个各为1.5m宽的拱箱组成,全宽B0=9.0 m 构造图如图2-1-1所示：图2-1-1 拱圈横断面构造图2.1.2 箱形拱圈截面几何性质截面积：绕箱底边缘的静面矩：主拱圈截面重心轴：主拱圈截面绕重心轴的惯性矩：拱圈截面绕重心轴的回转半径：2.2确定拱轴系数2.2.1上部结构构造布置上部结构构造布置如图2-2-1所示：图2-2-1 上部结构构造布置 尺寸单位：mm2.2.2 主拱圈假定m=2.514,相应的,查拱桥表-20得： sinj =0
7、.69198,cosj=0.72191,j=43.7876 主拱圈的计算跨径和计算矢高：脚拱截面水平投影 脚拱截面竖向投影 计算跨径 半跨径 计算矢高 将拱轴沿跨径24等分,每等分长l=,每等分点拱轴线的纵坐标y1=表-1值f,相应的拱背曲面坐标:, 拱腹曲面坐标: 。具体位置见图2-3-1图2-3-1 拱轴坐标具体位置表 2-2-1主拱圈截面坐标表截面号 x y1/f y1cos y上/cos y下/cos y1-y上/cos y1+y下/cos 040.485116.1930.721910.9793464560.95995345715.2136535417.15295346138.7981
8、250.90364914.632788260.746230.9474290770.92866810513.6853591815.56145636237.111250.81401813.181393470.769690.9185516250.90036248412.2628418514.08175596335.4243750.73072411.832613730.792180.8924739330.87480118210.940139812.70741491433.73750.65340810.580635740.81360.8689773840.8517699129.7116583611.43
9、240566532.0506250.5817389.4200834340.833870.8478539820.8310647948.57222945210.25114823630.363750.5154058.3459531650.852910.828926850.8125124577.5170263159.158465622728.6768750.4541257.3536461250.870680.8120090040.7959296186.5416371218.149575743826.990.3976356.4389035550.887180.7969070540.7811267165.
10、6419965017.220030271925.3031250.3456915.5977743630.902380.7834836760.7679691484.8142906876.3657435111023.616250.2980714.8266637030.91630.771581360.7563025214.0550823435.5829662241121.9293750.254574.122252010.928970.7610579460.7459874923.3611940644.8682395021220.24250.2153.4814950.940420.7517917530.7
11、369047872.7297032474.2183997871318.5556250.1791922.9016560560.95070.7436625640.7289365732.1579934923.6305926291416.868750.1469922.3802414560.959850.7365734230.7219878111.6436680333.1022292671515.1818750.1182621.9150165660.967920.7304322670.7159682621.1845842992.6309848281613.4950.0928771.5039572610.
12、974980.725143080.7107838110.7788141812.2147410721711.8081250.070731.145330890.981070.7206417480.7063716150.4246891421.8517025051810.121250.0517240.8375667320.986240.7168640490.7026687220.1207026831.540235454198.4343750.0357790.5793693470.990530.7137593010.699625453-0.134389951.2789948206.74750.02282
13、50.3696052250.993680.7114966590.697407616-0.341891431.067012841215.0606250.0128070.2073837510.996640.7093835290.69533633-0.501999780.902720081223.373750.0056820.0920086260.998510.7080550020.694034111-0.616046380.786042737231.6868750.0014190.0229778670.999630.7072616870.693256505-0.684283820.7162343722400010.7070.693-0.7070.6932.2.3拱上腹孔布置由,查拱桥表3-2 ,得sin
