米等截面悬链线无铰拱课程设计

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1、2主拱圈截面几何要素计算2.4主拱圈横截面尺寸及几何要素的计算2.4.1拱圈宽度的拟定在大跨径桥中，为了减小拱圈宽度，常将人行道布置在钢筋混凝土悬臂上。采用悬臂式人行道结构，用钢量虽然比不设悬臂多，单减少了主拱圈宽度及墩台尺寸，节省较多的圬工量。公路拱桥主拱圈宽度一般大于跨径的。综合考虑上述因素，拱圈的宽度应是行车道宽度和人行横道宽度之和，即本桥拟采用11.0主拱圈宽度(分左右主拱圈两部分)，人行道相对于主拱圈的悬出宽度为0.25。2.4.2主拱圈高度及主要构造的尺寸拟定本桥采用闭和多室箱形拱截面，主拱圈高度的经验公式为《拱桥设计手册》式2-7：（1

2、）其中：——主拱圈厚度()；——主拱圈净跨径（）；——系数，单室箱=70，多室箱=60；——荷载系数，公路-I级（即“汽车-超20级”）时可取1.0。取120cm1）主拱圈的拱箱组合拟定本桥为缆索吊装箱形拱桥，主拱圈总宽度为11.0，由6个宽度为1.72(172)的闭合矩形拱箱组成,盖板与横隔板用25号混凝土预制、10号水泥砂浆砌筑，箱底与箱壁用40号混凝土配合HRB335热轧钢筋预制，箱壁与盖板顶用40号混凝土现浇封闭，形状及结构各部分尺寸如下图(图1和图2)所示。46图1单幅主拱圈全截面形式布置图单位：图-2箱体形式布置图单位：2）箱形截面的几何

3、性质①横隔板挖空面积:=(1.72-20.04-20.1-20.1)(1.20-20.1-20.1-0.1)-40.50.10.146=1.240.7-0.02=0.848②截面积:=11.01.20-20.041.2-60.848=8.016③绕箱底边缘的静矩:=3.746④主拱圈截面重心轴:重心轴距离下边缘的距离：（2）重心轴距离上边缘的距离：⑤主拱圈截面绕重心轴的惯性矩：主拱圈截面绕重心轴的惯性矩采用逆减的方式，用大矩形的惯性矩减去横隔板挖空部分的惯性矩和壁板外的空白部分的惯性矩。全截面内绕组合截面形心轴的惯性矩：壁板外空白部分绕组合截面形心轴

4、的惯性矩：横隔板挖空部分绕组合截面形心轴的近似惯性矩：截面有效惯性矩（绕组合截面形心轴）：(3)=1.817-0.01766-2.083=0.4426⑥主拱圈截面绕重心轴的回转半径:46(4)2.5悬链线无铰拱几何要素的计算1）初步拟定拱轴线系数《公路桥涵设计手册-拱桥（上册）》规定，拱轴系数将采用“逐次近似法”计算得出。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）》中规定悬链线拱的拱轴系数宜采用2.814—1.167，并且与桥梁跨径成反比，与矢跨比成正比。首先选取拱轴系数为1.988，此时查表得=0.225，而验算得到的=0

5、.2352，与0.225相差大于半级，即0.0025，再取1.756，验算与0.230相差大于0.0025，再取1.347，查表得=0.240，验算得=0.239与0.240相差小雨0.0025，因此暂取m,1.347《公路桥涵设计手册-拱桥（上册）》附表（Ⅲ-3）。2）拱轴线坐标的计算①计算跨径与计算矢高查《公路桥涵设计手册-拱桥（上册）》附表（III）-20（3）“链线拱各点倾角的正弦及余弦函数表”得拱脚处（即0号坐标点）得倾角三角函数为：=0.62411,=0.78133主拱圈计算跨径:=+2(5)=57+20.4670.62411=57.58

6、2主拱圈计算矢高:=+(1-)(6)=9.5+0.467(1-0.78133)=9.6021拱脚截面的水平投影和竖向投影:(7)46=1.200.62411=0.7489(8)=1.200.78133=0.9376②拱截面等分点坐标计算将拱轴沿计算跨径24等分,每等份长===2.399,查《公路桥涵设计手册-拱桥（上册）》附表（III）-1“拱轴线坐标值表”，拱轴线每等分点的纵坐标值：=[表值](9)相应的拱背曲面坐标：(10)相应的拱腹曲面坐标：(11)图-3拱截面坐标计算图表6主拱圈几何性质表截面号123456789拱脚028.7911.0000

7、009.602100.781330.9381440.5976998.66395610.19980126.3920.8140187.816280.822620.8910550.5676986.9252258.38398223.9930.6534086.274780.859190.8531290.5435355.4216516.81832321.5940.5154054.948970.890810.8228470.5242414.1261235.47321419.1950.3976353.818130.917520.7988930.5089803.019

8、2374.3271146516.7960.2980712.862110.939620.7801030.497