等截面悬链线无铰拱设计计算书

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1、等截面悬链线无铰拱设计计算书长沙理工大学土木与建筑学院《桥梁工程》拱桥课程设计计划与任务书---悬链线等截面无铰箱形拱桥设计指导教师：夏桂云适用班级：桥土2008级设计时间：2.5周桥梁工程系2011年9月10日《桥梁工程》课程设计任务、指导书——悬链线等截面箱形无铰拱桥设计第一部分上部结构计算一、设计资料：1、设计荷载：公路-Ⅰ级或公路-Ⅱ级、人群3.0kN/m2；2、桥面净宽：净7+2×1.0m人行道；3、净跨径：L0=50.00m、54.00m、63.00m、64.00m、70.00m、72.00m、80.00m、84.0

2、0m、90.00m；4、净矢跨比：f0/L0=1/5、1/6、1/7、1/8；5、拱顶最小填料厚度：h=0.50m；6、材料性质：①预制闭合拱箱、现浇填缝及横隔板：C30混凝土，E1=3.0×104MPa，容重r1=25.0kN/m3；3②横挑梁：预制C30混凝土，弹性模量E=3.0×104MPa，容重r2=24.0kN/m；3③拱上底梁、立柱、盖梁、腹拱、人行道栏杆：C20混凝土，容重r3=24.0kN/m；3④拱顶及拱腔填料、护拱：10号砂浆砌片石，容重r4=24.0kN/m；3⑤侧面墙：10号砂浆砌块石，容重r5=24.0

3、kN/m；3⑥桥面：沥青混凝土厚0.06m，容重r6=24.0kN/m；7、栏杆、人行道全桥宽平均每延米9.4kN/m；8、桥面标高：85.460m。二、参考依据1、主拱圈：采用单箱5室结构，各细部尺寸如图所示。2、腹拱墩的布置：高墩采用立柱式，也可采用挖空的横墙式。3、计算温度影响力时，最高月平均气温30℃，最低月平均气温4℃，合拢温度14℃，混凝土收缩按温度下降10℃计算。三、设计依据及参考资料[1]交通部.公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004).北京:人民交通出版社,2004.[2]交通部.公路钢筋混凝土及预应力混

4、凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004).北京:人民交通出版社,2004.[3]交通部.公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTGD61-2005).北京:人民交通出版社,2005.[4]顾懋清,石绍甫.公路桥涵设计手册——拱桥(上册).北京:人民交通出版社,1997.[5]顾安邦,孙国柱.公路桥涵设计手册——拱桥(下册).北京:人民交通出版社,1997.[6]江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册——墩台与基础.北京:人民交通出版社,1997.[7]钟圣斌.桥梁计算示例集——拱桥(二).北京:人民交通出版社,1989.[8]王国鼎,钟圣

5、斌.拱桥计算示例集.北京:人民交通出版社,2000.四、计算成果1、设计计算书一份；2、拱上建筑及主拱圈断面图一张。五、计算步骤1、截面几何特性计算通过手算、或使用《桥梁结构电算程序设计》书中GEO1.FOR、GEO2.FOR程序、或采用通用软件对截面中性轴、面积、抗弯惯性矩、回转半径等进行计算。2、确定拱轴系数①假定拱轴系数m、布置拱上建筑；②计算各部分恒载的重量对拱脚及1/4截面产生的弯矩?Mj、?M1/4③计算y1/4?f?MM1/4j，如果计算的y1/4y与假定的m对应的1/4相差在半级以内，则m即为采ff用值，否则将计

6、算的拱轴系数作为假定值，重复①～③步计算，直至满足要求为止。3、结构自重作用下拱的内力计算用假载法计算拱轴系数假定值与计算值偏差的影响、用力法计算恒载压力线偏离拱轴线的影响；4、汽车和人群作用下拱的内力计算汽车作用的内力计算按新规范进行，等级为公路-Ⅰ级或公路-Ⅱ级,人群3.0kN/m2。由于作用效应组合时，车道作用效应与人群作用效应组合系数不同，应分开计算。汽车荷载效应和人群荷载效应的计算表格如下。表1-1不计弹性压缩的公路-I级车道荷载效应计算5、温度及混凝土收缩内力计算，并考虑徐变的影响其作用效应可乘以下列系数：温度作用效

7、应0.7；混凝土收缩作用效应0.45/。6、作用效应组合（按新规范进行），考虑承载能力极限状态下的基本组合，主要组合为：基本组合Ⅰ：永久作用+汽车作用+人群作用基本组合Ⅱ：永久作用+汽车作用+人群作用+温度影响+混凝土收缩当计算拱的正弯矩时，从拱顶至1/4拱跨各截面应乘以0.7折减系数、拱脚截面乘以0.9、1/4拱跨至拱脚截面，其折减系数按直线内插。7、强度及稳定性验算。(1)混凝土拱圈应按规范第4.0.8～4.0.10条验算进行截面的“强度---稳定”性验算。受压承载力计算公式如下式：?0Nd??fcdAc(4.0.8-1)计

8、算时，可按单向偏心受压进行验算。(2)偏心受压构件的偏心矩e应符合规范的规定。拱圈抗剪强度应满足规范的第4.0.13，其验算公式如下：?0Vd?Afvd?六、要求?fNk1.4(4.0.13)1、计算书采用长沙理工大学统一的课程设计纸，一律手写，提交的成果有目录