桥梁工程课程设计指导书

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1、拱桥结构设计计算指导书一．课程设计的目的1.培养学生综合运用所学桥梁工程理论知识，解决钢筋混凝土拱桥结构的设计和计算问题，掌握钢筋混凝土拱桥结构分析和计算的理论与方法。2.强调规范在桥梁结构设计中的重要性，培养学生运用专业理论知识和专业规范进行桥梁结构设计的能力。3.进一步提高学生绘制桥梁工程施工图、使用计算机的能力。二．课程设计的内容1．确定主拱圈截面型式及构造尺寸，计算拱圈截面的几何、物理力学特征值；2．确定主拱圈拱轴系数m及拱上建筑的构造布置和几何构造尺寸；3．计算结构恒载；4．计算结构内力(恒载、活载)；5．验算结构的强度和稳定性；6．计算

2、桥墩的内力、强度及稳定性；7．计算桥台的内力、强度；8．绘制1～2张相关施工图。三．课程设计的时间时间：两周；安排在理论课结束之后。四．课程设计的方法1．独力思考，继承与创新设计时要认真查阅和阅读参考资料，继承前人的设计成果和经验，根据课程设计的具体要求，大胆改进和创新。2．结合和参考本指导的算例，进行拱桥结构的设计计算，掌握拱桥的计算理论和设计内容与方法。五．课程设计的步骤1．设计准备：了解设计任务书，明确设计要求、设计内容、设计步骤；通过查阅教科书和相关设计资料，了解设计的理论和方法；准备好设计所需资料、工具书、工具软件；拟好设计计划。2．设计

3、实施：根据课程设计任务书的要求，参考设计指导书和教科书，确定设计的主要内容、计算顺序；根据相关计算理论，计算和填写相关图表的内容。使用图表给出计算结果和结构的相关验算结果。3．汇总设计成果：课程设计计算书，课程设计要求绘制的工程图纸。六．拱桥课程设计计算实例-27-悬链线箱形拱桥设计计算实例一.设计资料及基本数据1.设计标准设计荷载：汽车—20级，挂车—100，人群荷载3.5kN/m2净跨径：l0=70m净矢高：f0=10m桥面净空：净7+2×(0.25m+1.75m人行道)2.主要构件材料及其数据拱顶填土包括桥面的平均高度h'd=0.5m，材料容

4、重γ1=22kN/m3；护拱及拱腔为1号石灰砂浆砌片石，γ2=23kN/m3；腹拱圈为20号混凝土预制圆弧拱，γ3=24kN/m3；腹拱墩为20号钢筋混凝土矩形截面排架式墩，γ4=25kN/m3；主拱圈为30号钢筋混凝土组合箱形截面，γ5=25kN/m3。3.设计依据(1)交通部部标准《公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)》简称《桥规021》；(2)交通部部标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTJ022-85)》简称《桥规022》；(3)交通部部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)》简称《桥规023》；(4)

5、《公路设计手册一拱桥》(上)简称《拱桥》。二.主拱圈截面几何要素的计算(一)主拱圈横截面设计拱圈截面高度按经验公式估算H=l0/100+Δ=70/100+0.6=1.3m(Δ=0.6～0.8)拱圈由七个各为1.4m宽的拱箱组成，全宽B0=9.8m。箱顶板采用微弯板，拱圈横断面的构造如图1所示。整个设计按全宽进行，其横截面的计算顺序为全宽的大矩形减去边箱外腹的凹梯形减去箱内空矩形减去箱内弓形加上箱底板内角。为了使下面各式计算简便，先将微弯板下弓形块的各几何要素求出供计算应用。-27-(二)箱顶微弯盖板弓形截面的几何性质净矢跨比：D0=f0/l0=0.

6、08/1.08=1/13.5净半径：R0=(l0/2).(1/4D0+D0)=(1.08/2).(1.08/(4×0.08)+0.08/1.08)=1.8625m圆心角及正弦、余弦值：sinφ0=l0/2R0=0.289932885；cosφ0=12f0/R0=0.957046979；φ0=arcsinφ0=16˚51'14.18"弓形面积：A=(2φ02sin2φ0)R20/2=0.057852m2弓形面积的重心到其圆心的距离：y=(4/3)·R0·sin3φ0/(2φ02sin2φ0)=1.81456m　　绕重心轴的惯性矩：I0=(4φ02si

7、n4φ0)·R40/16ÿAy2=0.000025544m4(三)箱形拱圈截面几何性质截面积：A=9.8×1.3022×(1/2)×(0.56+0.72)×0.0827×1.08×1.0227×0.057852+14×(1/2)×0.08×0.08=4.566236m2绕箱底边缘的静面矩：S=(1/2)×9.8×1.30222×(0.56+0.72)/2×0.08(0.72/2+0.20)27×1.08×1.02×(1.02/2+0.10)27×0.057852×[(1.12+0.08)2(1.862521.81456))+14×(1/2)×0.0

8、8×0.08×(0.10+0.08/3)=3.0590m3主拱圈截面重心轴：y下=S/A=0.6699m；y上=1.30-