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1、设计资料（一）设计标准1. 设计荷载公路一级，人群荷载3kN/m2. 跨径及桥宽净跨径10=45m,净失高f = 9m，净失跨比f = 5。0桥面净宽为净7+2X（0.25m+0.75m人行道），B = 9m。（二）材料及其数据1. 拱上建筑拱顶填料厚度，hd = 0.5m，包括桥面系的计算厚度为0.736m,平均重力密度Y =22kN / m3。拱上护拱为浆砌片石，重力密度y 2 = 24kN / m 3。腹孔结构材料重力密度y 3 = 24kN/m3。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Y 4 =22kN/ m 32. 主拱圈M10砂浆砌MU40块石，重力密度y
2、 3 = 25kN/m3。轴心抗压强度设计值f广4.22 x 103 kN / m2。抗剪强度设计值f d = 0.073MPa。弹性模量E = 0.073MPa。拱圈设计温差为土 15。C3. 桥墩地基土为中等密实的软石夹沙、碎石，其容许承载力。0 =500kN/m。基础与地 基间的滑动摩擦系数取h=0.5。（三）设计依据4. 交通部部标准公路桥涵设计通用规范，（JTG D60-2004）2004年。简 称桥规1；5. 交通部部标准公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）2005年，人民 交通出版社，简称桥规2；6. 交通部部标准公路桥涵地基与基础设计规范，人民交通出版社，简称桥规3；
3、7. 公路设计手册-拱桥上下册，人民交通出版社，1978。简称拱桥。主拱圈计算（一）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桥截面形心的弯矩ZM,和自拱顶至捉的恒载对跨截面形心的弯矩汽。其比值4Sm V V1 ll1 fSm4 =。求得值后，可由m= 2（L- 2）2 -1中反求m值，右求出的JV14m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=mK 3l0 = 4.8 x 1.2x *4500 =
4、95.0955cm,取 d=1.0m主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，横面面积A =1皿；1惯性矩 I= d3 = 0.08333m4;121 截面抵抗矩 W二d2 = 0.16677m3;6截面回转半径Y = -L = 0.2887m。W v122）计算跨径和计算失高yi假定m=2.814,相应的了二0.21。查“拱桥”表（III）-20（8）得sin p. =0.70097,cos p. =0.71319计算跨径 l = 10 + d sinp = 45 +1 x 0.70097 = 45.70097m;1 x (1 0.71319 ) = 9.1 43405 m。 2计算失高df = f
5、0 + / （1 - C0S P .）= 8 +3）拱脚截面的投影水平投影 x = d sin 中 j = 0.70097 m竖向投影 y = d cos 中 j = 0.71319 m4）计算主拱圈坐标（图1-1）将拱圈沿跨径24等分，每等分长 l = = 1.9042024。以拱顶截面 m的形心为坐标原点，拱轴线上个截 面的纵坐标y 1 =表（III）- 1值x f，相应拱背坐标 y; = y】-歹三一，相应拱腹坐标y=jy 1 +。其数值见表 1-1。j主拱圈截面坐标表表1-1截面即fy 1cos pd 2cospdy】2 cospd2cos px号1234567801.0000009.
6、1434050.7131900.7010758.4423309.84448022.81544010.8100487.4065970.7643100.6541856.7524128.06078220.91124020.6472895.9184250.8110000.6165235.3019036.53494819.00704030.5084714.6491560.8523800.5865934.0625635.23574917.10284040.3908203.5734260.8880000.5630633.0103624.13648915.19864050.2919882.6697650.91
7、78200.5447692.1249953.21453413.29444060.2100001.9201150.9421200.5307181.3893972.45083311.39024070.1432101.3094270.9613700.5200910.7893361.8295189.48604080.0903080.8257230.9761400.5122220.3135011.3379447.58184090.0502130.4591180.9869600.506606-0.0474880.9657245.677640100.0221330.2023710.9943300.50285
8、1-0.3004800.7052223.773440110.0055060.0503440.9986000.500701-0.4503570.5510451.869240120.0000000.0000001.0000000.500000-0.5000000.5000000.000000注：第2栏由拱桥附录（III）表（III）-1查得第4栏由拱桥附录（III）表（III）-20（3）查得出现的表（III）-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号沙浆砌M60粗料石等截面圆弧拱，截面高度d = 0.3m ,静失高f = 0.7m，净失
9、跨比广=1/5。查拱桥上册表3-1得sin % = 0.689655, cos 甲 = 0.724138水平投影 x = d sin中=0.2069m竖向投影 y = d cos9 = 0.2172m2）腹拱墩腹拱墩采用M7.5沙浆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 = * + （1 -二）-（d + f），其计算过程及 1其数值见表1-2腹拱墩高度计算表表1-2项目xEk &y1=m_ 1（泓；9 = , 2 shk&
10、（m 一 1）!cos 甲=,1:tg卸+11*横墙19.300970.844651.431316.106970.737350.804864.985742*横墙15.000970.656471.112433.454010.507050.891902.393403*拱座10.597520.463770.785891.638310.324950.951050.61258空、实腹段 分界线10.494070.459240.778211.604900.321160.952100.57974注：横墙高度也可根据表1-1的有关数值内插计算得到。1.恒载计算恒载分主拱圈、拱上实腹三部分进行计算。不考虑腹拱推
11、力和弯矩对主拱圈 的影响。其计算图式见图1-2。（1）主拱圈恒载p 0 12 =表（/）19（8）值Ay 51 = 0.55288 x 1 x 45.70097 x 25 = 631.6788kNM1/4 =表（III）19（8）值! = 0.12614x 1 x45.700972 x25/4 = 1646.5832kN mM =表（III）19（8）值Ay = 0.52303x 1 x45.700972 x25/4 = 6827.4331kN m（2）拱上空腹段的恒载1）腹孔上部（图1-3）图1-3腹拱圈外孤跨径/ = l + 2d sin = 3.91379m 0腹拱内孤半径夫=0.725
12、0011 = 2.5375md腹拱圈重尸=0.52202( R + )2 d 叫 3 = 30.6782kN腹拱侧墙护拱重户=0.11889( R + d )2 y = 22.97356kN(以上三个系数依次分别查拱桥上册表3-1、表1-10、表1-9)填料及路面重P = 1外h1 = 50 .2511 kN两腹拱之间起拱线以上部分的重量(图12P = (0.8 - x) yy d3=(f + d - y)y2 + hdy(0.8-2x)=(0.8 - 0.2069)x 0.2172 x 24 +(0.6 + 0.3 - 0.2172)x 23 + 0.5 x 24x(0.8 - 2 x 0.
13、2069)= 14.20932kN一个腹拱重P = * p = 30.6782 + 22.973567 + 43.05169 +14.20932 = 110.91277kN2)腹拱下部1#横墙P = 4.98574- (0.5 + 丸 x 0.52/2)/7 x 0.8 x 24 = 93.2782kN2#横墙P = 2.39340- (0.5 + 兀 x 0.52 /2)/9 x 0.8 x 24 = 43.93728kN 3# 拱座 P = (0.6458 + 2 x 0.2172) x 0.2069 x 24 = 3.7460kN3)集中力P = 110.3216 + 83.9580 = 204.19097SP = 110.3216 + 43.50528 = 154.41805SP5 = (110.3216 -14.2093)/ 2 + 3.8568 = 52.097735kN(3) 拱上实腹段的恒载(图1-5)1)拱顶填料及面重图1-5P = l h y = 10.59752 x 0.5 x 24 = 127.1702 N16 x d 1悬链线曲边三角形部分重量 P = Mt (shK E KE )y17(m 1) K 004=134.8408 kN式中：f = f y (11) = 9.143405 0.5 x (11) = 9.05907986 9m1 i
