等截面空腹式悬链线石拱桥 _交通运输_工程科技_专业资料

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1、重庆交通大学课程设计班级：桥梁五班学号：631203040324姓名:张亚西等截面空腹式悬链线石拱桥一、设计资料设计荷载：公路—Ⅱ汽车荷载；桥面净宽：净7+2×0.25m安全护栏：净跨径：l0=60m；净矢高f0=12m;净矢跨比f0/l0=1/5;主拱圈采用矩形截面，厚度：d=1。5m；拱圈宽度b=7.5m;主（腹）拱顶填料厚度hc=0.45m;拱圈材料采用M12.5砂浆砌筑MU50粗料石容重γ1=25kN/m3;材料轴心抗压强度设计值fcd=4.245×1.2=5.094MPa材料抗剪强度设计值f

2、vd=0.0815MPa腹拱圈材料采用M10砂浆砌筑MU40块石容重γ2=24kN/m3;拱上横墙为横墙式，顺桥向宽0.9m，拱上侧墙采用直立式等宽构造，顶宽0.8m,材料容重γ3=24kN/m3;拱顶填料、桥面铺装层换算容重γ4=19kN/m3;安全护栏：1.0kN/m;主拱圈每半跨径布置四个圆弧形腹拱圈，腹拱净跨径l1=4.0m;净矢高f1=1.0m;厚度d’=0.35m。拱圈材料弹性模量：7300Mpa二、桥跨结构计算1、主拱圈截面几何要素计算（以每延米计算）截面积A=1×1.0=1.0m2中性

3、轴y上=y下=0.5m惯性矩I=1×1.03/12=0.08330m4回转半径r==0.2887m二确定拱轴系数原理：根据《桥梁工程》下册，顾安邦主编，“采用悬链线作为拱轴线时为了与压力线接近，一般采用五点重合法确定悬链线拱轴系数M.参考已成桥梁，及现有经验，不妨假设拱轴系数m=2.814y1/4/f=0.21(y1/4为拱轴线1/4拱跨处坐标，f为计算矢高)，则可查拱轴线拱脚处的切线与水平线的正弦值，余弦值分别如下：sinψs=0.70097，cosψs=0.71319，计算跨径：：l=l0+dsi

4、nψs=60.70097m（D为主拱圈厚度）计算矢高：f=f0+(1-cosψs)=12.143405m计算矢跨比：f/l=0.200052拱轴线长度：L0==1.10575×60。7097=67.1201m（为从《1994年手册》附表（Ⅲ）-8中查的）拱圈几何性质表截面号y1/fy1(m)cosψ(m)(m)(m)x(m)拱脚截面1.0000012.11434050.71320.700111.44230512.8440530.35004跨径八分之一0.505326.263780.852910.644

5、855.618926.908637.5876跨径四分之一0.210002.55010.94210.53072.01943.080815.1753跨径八分之三0.051720.628550.986240.557680.070881.1862322.7629拱顶截面001.000000.5000-0.50000.500003、确定拱轴系数m原理：先按照假定拱轴系数，求拱的自重压力线在拱跨l/4点的纵坐标与矢高f的比值,如该值与假定值0.21（m=2.814）差值在5%之内（工程允许的范围内）则可确定作为拱

6、轴系数；否则，以算出的M值作为假定值，继续计算直至两个相差在5%之内即可半拱自重及其对拱跨1/4点拱脚弯矩值分块号自重力1/4截面拱脚截面力臂力矩力臂力矩839.80——2906.97——12050.51拱圈P腹拱，横墙、侧墙、填料等135.10————14.251925.22161.88————9.351513.58248.93————6.551630.4946.423.7171.7518.74869.91实腹段96.629.35903.3920.651995.20138.588.401164.07

7、21.592991.94合计1657.73——米5146.1——22976.85注：以上单位分别千牛，米，以及千牛每米。上面数值有下列计算式所得到，现列举如下：1主拱圈截面计算：P=0.55277γ1l0d=0.55340×25×1.0×60.70097=839.79792kNMl/4=0.031547γ1l02d=0.031558×25×1.0×60.700972=2906.971kN·mMj=0.13082γ1l02d=0.13082×25×1.0×60.700972=12050.50968kN·

8、m2腹拱，横墙，侧墙，填料等的计算如下：首先计算工商横墙的高度，其计算方法为：已知悬链线方程，同时我们又知道了，横墙中心的横坐标，只要把横墙的横坐标带入其中，就可以求出，横墙中心的纵坐标，其高度约为横墙高度的平均值：故而按照上面的思路分别带入其中，并分别减去腹拱的矢高就可以求出横墙的高度分别为：1.542.786.81故而计算如下：P1=2.7646*24+2.9522*24+2.5*19+0.9*1.54*24=135.10KNP1=2.7646*24