拱桥拱架设计与承载验算

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1、拱桥拱架设计与承载验算　　一、基本情况和有关数据1、拱桥设计净跨径L0=1800厘米，拱圈宽度B0＝430厘米，矢高f＝360厘米，取拱架预拱度Δf＝L0/600=3厘米，则拱架净矢高f0=f+Δf=360+3=363厘米。考虑到拱圈施工时会产生振动，拱圈浆砌块石容重取γ＝2.4×1.20=2.88t/m3。2、拱盔立柱的纵、横向间距划分靠两桥台排柱和第一节弓形木的平距分别取30厘米和270厘米，则跨中段的4间档纵平距设五根立柱，＠纵＝[1800－(30+270)×2边]/4档＝300厘米，拱盔桁

2、片的横向间距取＠横＝[430－2×15]/3间档＝133厘米，即拱板间距Ｌ板、跨中立柱、托木和拉梁平均宽度为16厘米外，其余拱盔桁片宽为14厘米。3、拱板验算单元宽取20厘米，板厚取7厘米，则85厘米厚拱圈及拱板等的单位长度重q拱＝(0.85×2.88+0.07×0.75)×0.2＝0.5001t/m。施工集中荷载取p施＝200kg。4、作用于每榀拱盔桁片上的单位长度的施工荷载为∑q拱＝(0.5001/0.2+其它0.16)×1.3+拱盔约0.32＝3.779t/m，取施工荷载p施＝400kg。二

3、、拱板强度验算板按二跨连续计算，由《结构静力计算手册》得：∑M板＝－0.125×q拱×Ｌ板2－0.094×p施×Ｌ板＝－0.125×0.5001×1.332－0.094×0.2×1.33=－0.13558t·m6（支点处弯矩值为负），板的单元宽抗弯截面模量W板＝20×72/6=163.33cm3，则板的应力б板＝∑M板/W板=13558/163.33=83.01kg/cm2，因б板＜[б]=95kg/cm2，故板的强度可以满足要求。三、拱盔承载验算及技术措施1、跨中立柱承受垂直荷载最大，且立柱最长

4、（立柱长取363-24=339厘米），其上荷载为N柱＝∑q拱×＠纵＋p施＝3.779×3.00+0.4=11.737t，柱截面尺寸取16×16厘米，其截面面积A柱＝16×16＝256cm2，截面惯性半径为i＝0.289×16=4.6厘米，柔度λ柱＝339/4.6=73.70<80，稳定系数查表得ф柱＝0.536，则应力б压柱＝N柱/ф柱·A柱＝11737/(0.536×256)=85.54kg/cm2，因б压＜[б]=90kg/cm2，故立柱承载能力满足要求。2、根据验算结果，结合已实施过的拱架图

5、，拟采取以下技术措施：1）拱盔跨中设3根立柱和4档，斜杆的截面取14×14厘米，两边的短立柱和斜杆截面取14×12厘米。2）拉梁为16×16厘米，弓形木端头厚不小于12厘米，小托木端头厚10厘米，斜杆节点在拉梁顶和弓形底均凿槽深2厘米，拉梁端节点凿槽深3厘米。3）拉梁端节点扣ф16螺栓和6mm钢板联固，拉梁接头用ф16螺栓和6mm钢板，其端头与台口留约6cm间隙，用硬木垫楔紧，弓形木端头用ф14螺栓与小托木联固，除以上情况外，其余节点均用ф614×250扒钉固定。4）跨中段3根立柱下用硬木楔，其余

6、用简易楔木，以便控制松楔落架，拱圈桁片的所有纵横联系，均用ф14螺栓锁固，不得用长钉。五、拱支架的承载验算1、因台身不高，地基较好及溪水不深，拟采用贝雷架，跨中设支承，二跨连续支架纵梁，每跨Ｌ=(19－1.4)/2=8.8m，取8榀4组贝雷架，其横向间距＠贝＝(12.0－2×0.15)/7间档＝1.671m。2、纵梁承载有22＃槽钢横梁q横＝7根×21/8.8=16.7kg/m2，贝雷片q贝＝2×300/3.0=200kg/m2，∑q拱＝3.265/1.3＝2.5115t/m2=2511.5kg/

7、m2，取一组单排贝雷架为承载单元宽度，B贝＝12/4组＝3.0m，（4组为8条6节片长的贝雷架），得∑q纵＝（∑q拱＋q横）×B贝＋q贝＝(2511.5+16.7)×3.0+200=7785kg/m，纵梁取p施＝0.4t。3、计算二跨连续梁的支点负弯矩∑Mm贝=－0.125×7.785×8.82－0.094×0.4×8.8=－75.69t·m≈78.82×0.95=74.879t·m，故可以满足要求。（由《公路桥梁施工手册》查表可知，不加强的单排单层贝雷架之允许承弯能力，　当用旧贝雷片时打0.95

8、折）。因二跨连续梁的跨中正弯矩∑M中贝＝0.07×7.785×8.82+0.203×0.4×8.8=42.916t·m<∑Mm贝值，故不作为验算控制。4、支承每组单排贝雷纵梁跨中之Ｑ中6＝0.625×7.785×8.8+0.594×0.4=43.055t，梁两端支承之Ｑ端＝0.375×7.785×8.8+0.406×0.4=25.853t。5、在贝雷纵梁上横布22＃槽钢横梁来支承拱盔桁片，因拱盔与纵梁的横向间距不同，取中部拱盔距纵梁大值74cm（承载最不利位置）来验算横梁。如下图示