《拱桥课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拱桥课程设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、拱桥课程设计（总1页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可- -内页可以根据需求调整合适字体及大小-等截面悬链线圬工拱桥设计计算书专 业： 道路与桥梁工程课 程： 桥梁工程课程设计学 号：学生姓名：指导教师：日 期：桥梁工程课程设计任务书 一、设计内容及要求1、拟定各部分尺寸及所用材料2、选定拱轴系数3、拱圈弹性中心及弹性压缩系数4、永久荷载内力计算（结构自重、混凝土收缩）二、设计原始资料跨径50 米等截面悬链线圬工拱桥计算桥面净空：净-7+2 X。 设计荷载：公路 I 级荷载，人群 m。三、设计完成后提交的文件和图表1、设计说明书2、图纸：桥梁总体布置图，平、纵、横。四、主要参考资料1
2、公路桥涵设计通用规范 （JIJ021 一89）人民交通出版社北京2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JIJ023 85）人民 交通出版社3桥梁工程概论 李亚东，西南交通大学出版社；4桥梁工程 姚玲森，人民交通出版社； 5混凝土简支梁（板）桥 易建国，人民交通出版社；6. 桥梁计算示例集 易建国，人民交通出版社。五、课程设计成果装订顺序1封面2设计任务书3目录4正文5设计总结及改进意见6. 参考文献7. 图纸或附表目录1、设计资料 错误!未定义书签材料及其数据 错误!未定义书签2、主拱圈计算 错误!未定义书签确定拱轴系数 错误!未定义书签拱轴弹性中心及弹性压缩系数 错误!未定义书签主拱
3、圈截面内力计算 错误!未定义书签主拱圈正截面强度验算 错误!未定义书签主拱圈稳定性验算 错误!未定义书签主拱圈裸拱强度和稳定性验算 错误!未定义书签弹性中心的弯矩和推力 错误!未定义书签截面内力 错误!未定义书签1、设计资料设计标准1. 设计荷载公路I级，人群3.0kN m2。2.跨径及桥宽净跨径l = 50m，净矢高f = 10m，净矢跨比6 =。00l 50 桥面净空为净7 + 2 x 0.75m , B = 8.5m。材料及其数据1. 拱上建筑拱顶填料厚度，h = 0.5m，包括桥面系的计算厚度为0.736m，平均重力 d密度 丫 = 20 kN m3。拱上护拱为浆砌片石，重力密度=23
4、kN m3。腹孔结构材料重力密度丫 = 24kN m3。3 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 度丫4 = 19kN m3。2. 主拱圈M10砂浆砌MU40块石，重力密度n = 24kN m3。极限抗压强度Rj = 6500kN；m2。a弹性模量E = 800Rj = 5200000kN m2ma拱圈设计温差为土 15OC。3. 桥墩地基土为中等密实的软石夹沙、碎石，其容许承载力LJ= 500 kNm 2。基础与地基间的滑动摩擦系数取r = 0.5。2、主拱圈计算确定拱轴系数拱轴系数m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
5、尺寸，计算出半拱恒载对拱桥截面形心 的弯矩工m和自拱顶至丄跨截面形心的弯矩工M 。其比值j4i4工 Myy_1 fi i丄m （ 2）2 1V。求得i值后，可由2 y中反求m值，若求出乙 Mff1j4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。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 d = m- K - 31 = 4.8x1.2x 35000 = 98.49cm=0.9849m，取d = 1.0m。主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，横截面面积A = 1.0m 2 ；惯性矩 I = d 3 = 0.0833m4 ；12截面抵抗矩w
6、= d 2 = 0.1667 m3；6截面回转半径径w嗨=87。2）计算跨径和计算失高yx假定m = 3.142，相应的+ = 0.205。查拱桥表（III） 20 （8）得 sin = 0.70980， cos = 0.70440。jj计算跨径 1 = / + d - sin = 50 +1.0 x 0.70980 = 50.70980m ； 0j计算失高 f = f + d (1 cos ) = 10 +10x (1 0.70440) = 10.1478m。 02j23) 拱脚截面的投影水平投影 x = d - sin = 0.7098m ；j竖向投影 y = d - cos = 0.70
7、44m。j4）计算主拱圈坐标（图 1-1）将拱圈沿跨径24等分每等分长Al = 2- = 2.1129观。以拱顶截面的形心为坐标原点，拱轴线上各截面的纵坐标yi = 1表（III）- K1x f，相应拱背坐标y = y - d ，相应拱腹坐标y= y + d。其数值见11 2cosp112cospjj表 1-1主拱圈截面坐标表表 1-1出现的表（山）-值或表（III） - （）值均为拱桥下册相应表格的数 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 d = 0.3m，净矢高广二0.6m，净矢跨比 f 15。查拱桥上册表3-1 得 sin申=0.689
8、655， cos申二 0.724138 ；00水平投影 x = dsin申=0.2069m ；0竖向投影 y = dcos申=0.2172m。02) 腹拱墩腹拱墩采用砂浆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h = y + d(1 -) - (d + f)，1 2cos申其计算过程及其数值见表 1-2腹拱墩高度计算表表 1-2项目x (m)xk gy = f 1 (chkg 1)1 m 一 1tan = fk shkg(m
9、- 1)lcos 甲=;讣 tan 2 +1h1号横 墙2号横 墙3号拱 座空、实 腹段分 界线注：横墙高度也可根据表1-1的有关数据内插计算得到。k = In n + m 2 一 1 丿=1.81162. 恒载计算恒载分主拱圈、拱上实腹和腹拱三部分进行计算。不考虑腹拱推力和弯矩对主拱圈的影响。其计算图示见图 1-2.301)主拱圈恒载P= r表(III) -19(9)值A l = 0.55342X 1.0x50.7098x 24 = 673.5316kN0-125M 4 =表(III) 19(9)值A412 = 0.12668 x1.0 x50.70982 x 24； 4 = 1954.53
10、34kN - mM =表(III) 19(9)值= 0.52278 x 1.0 x 50.70982 x 244 = 8065.9219kN - m(2)拱上空腹段的恒载1)腹孔上部(图 13 )腹拱圈外弧跨径l二l + 2dsin申=3.4138m ；外0腹拱圈内弧半径R二0.7250011 = 2.1750m0d腹拱圈重 P = 1.52202(R +)d y = 25.4786kNa023腹拱侧墙护拱重 P = 0.11889( R + d )2 y = 16.7504kNb 0 2以上三个系数依次分别查拱桥上册表31 、表110 、表19 ） 填料及路面重P = l h 丫 = 50.
11、2510kN外 d 1两腹拱之间起拱线以上部分的重量（图14 ）P = (0.8 - x)yY +1(f + d y丫 + h Y I0.8 - 2x)=(0.8 - 0.2069)x 0.2172 x 24 + 0：3 - 0.2172)x 23 + 0.736 x 20x(0.8 - 2 x 0.2069) =14.8421kN一个腹拱重 P = t p = 25.4786 +16.7504 + 50.2510 +14.8421 = 107.3221kN a2) 腹拱下部1#横墙P = 6.6957-(0.5 + 兀 x0.52/2)/9x0.8x24 = 126.6534kN2#横墙P
12、= 4.1541 -(0.5 + 兀 x0.52 /2)/9x0.8x24 = 77.8547kN3# 拱座 P = (2.4247 + - x 0.2172) x 0.2069 x 24 = 12.5794kN23) 集中力P 二 107.3221+126.6534 二 233.9755kN13P = 107.3221 + 77.8547 = 185.1768kN14P = (107.3221-14.8421)/2 +12.5794 = 58.8194kN153) 腹拱上实腹段的恒载(图15 )拱顶填料及面重P 二 l h y 二 14.5071x 0.736x 20 二 213.5445k
13、N16 x d 1 悬链线曲边三角形部分lf重量 P =卄(shk - k )Y17(m 1) k004=241.681 kN11.0 1式中：f = f y ( 1) = 10.1478 x ( 1) = 9.9380 mii cos 020.71319j25.3549 二 5722l 14.5071 =yx =0l1重心位置耳lx(shk 一 ) 一 (chk 一 1) / k 2(shk k )0 0l = 0.75441 lxx= 10.9443J各块恒载对拱脚及拱跨 1/4 截面的力矩见表 1-3分块号歸1/4截面拱脚截面力臂/力矩、 kN - m)力臂/力矩、kN - m)P0-12P13U 2 21.915 = 3.4399P141/2 18.1150 = 7.2399P15l4-14.6111= -1.93371/2 14.6111 = 10.7438P161/4-14.50712 = 5.42391/2 14.50712 = 18.1014P17#4-10.9443 = 1.73321/2 10.9443
