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1、桥梁工程课程设计指导书（拱桥）题目：钢筋混凝土拱桥设计一、课程设计教学目的及基本要求1、了解并掌握上部结构的一•般设计方法，具备初步的独立设计能力。2、初步掌握拟定拱桥截面高度、选择拱轴系数m（五点重合法）、计算恒载內力（不考虑弹性压缩及偏离影响时的内力）、计算活载内力、温度影响力并进行内力组合；验算拱脚、L/4和拱顶截面的强度、抗裂性和稳定性验算。3、提高综合运川所学理论知识，具冇独立分析问题和解决问题的能力。4、进一步提高利用工具和计算机进行桥梁设计的能力。二、基本设计资料1）初始条件：1、设计荷载：2004
2、桥梁规范：公路-I级荷载，人群3.OkN/m22、桥面宽度：净-7+2x0.75米人行道；3、主拱圈净跨lo=40m~80m,净矢跨比心/1产1/4.5〜1/7,主拱圈的线形为悬链线4、拱桥计算温差为±20°C2）总体布置：（1）本次设计的桥形为单孔跨径40〜80m的上承式等截面钢筋混凝土拱桥，矢跨比为1/4.5〜1/7,拱轴线采用悬链线线形，m=l.167〜3.500。拱肋为两片，釆用工字型混凝土截面。（2）立柱采用钢筋混凝土柱，在纵桥方向上间距可为10m、13、16、2（）（与所选用的空心板对应），全桥拱上立
3、柱-定要对称布置。具上加盖梁，盖梁横截面尺寸可为宽0.8〜1.2mX高1.0〜1.4m的钢筋混凝土结构。（3）桥面板釆用简支预应力空心板，跨径可为10、13、16、20m,每片底板横向宽均为1.25m,梁高分别为0.5、0.6、0.75和0.90m,中板重量分别为106kN、160kN、270kN和32（）kN。（4）桥面铺装的厚度为10cm的C40防水磯,设双向1.5-2%的横坡。（5）人行道及栏杆；人行道宽0.75的单侧人行道及栏杆每延米重分别为5kN；防撞护栏单侧每延米重lOkNo（6）施工方法：无支架的缆
4、索吊装施工法丿施工程序：基础及边跨立柱一►主拱圈合丿—施工拱上立柱和盖梁一►架设空心板—►桥面铺装及人行道栏杆等三、设计内容及步骤1、确定主拱圈材料标号，按规范查出相应的设计强度、弹性模量、容重等，计算弹性模量、截而特性等（参照公路桥涵设计规范）；主拱圈混凝土为C50混凝土；盖梁为C30,桥面板的材料为C40混凝土，其他混凝土材料为C30o材料特性见表1表1材料特性表材料名称弹性模量E（MPa）设计强度£（服）容重（kN/m3）线膨胀系数C50混凝土3.5E422.4（压）26.51.0e-05C40混凝土3.2
5、5E418.4（压）261.0e-05C30混凝土3.0E413.8（压）261.0e-052、确定拱轴系数：1）拟定主拱圈厚度d及单肋宽度b；%1厚度d。可采用下述经验公式:d=（1/45〜1/65）lo%1单肋宽度b二（0.4〜0.5）d；2）计算主拱圈的截面特性：单肋的截面面积A、抗弯惯性矩1、抵抗矩W、回转半径“3）假定拱轴系数m,般取1.000〜3.500；陡拱：m值选用较大；坦拱：m值选用较小.根据m值及矢跨比fo/lo,查“拱桥设计手册”表（ITT）-20得拱脚处的sin®cos®®求计算跨径：1二
6、lo+dsincpt求计算矢高:f二fo+d（l-cos（pj）/24）计算主拱圈几何耍素按半孔划分12等份列表进行计算主拱圈几何性质将计算跨径等分节段，根据节点的x坐标和m值，查“拱桥设计手册”表（111）-1的yi/f,计算刃,计算相应的拱背坐标y'i=yi-d/2cos（p,拱腹处标y”i二yi+d/2cos（p（列表计算，可用EXCEL计算）5）在坐标纸上按比例画出主拱圈图形（半拱）；6）布置拱上建筑，布置拱上建筑时，如果拱顶处无立柱，则空心板底至拱顶上缘的最小距离为0.5m；如果拱顶处有立柱，则立柱的最
7、小高度为0.5mo确定立柱的髙度时，可在处标纸上或CAD中按比例画出主拱圈线形（半拱）（可参考上图，要求图形清晰、准确、尺寸详细），全而布置拱上立林和盖梁等结构，在图屮量出立柱高度即可。若要精确计算立柱的高度，可参照王国鼎的桥梁计算示例集-拱桥P12的例子。拱上建筑的恒载计算。7）计算工“1/4,工"，按公式工％f验算假定的山是否为真。一般要求等号两边相差不超过半级即0.005/2,否则重复3）〜7）各步骤，直至满足要求为止（重复计算时，可仍利用原图形，只是某些尺寸在数值上有些变化，按其真实数值计算即nJ）o以上
8、计算内容可参照王国鼎的桥梁计算示例集-拱桥P9例一进行。也可利用EXCEL进行计算。3、内力计算以单肋为计算对象，计算截面取拱顶、1/4处，拱脚。只计算弯短及轴力。1）恒载内力只计算结构自重的影响力（不考虑弹性压缩及拱轴线偏离恒载压力线的影响，）（参照邵旭东桥梁工程教材P304例3-3-1,也可参照王国鼎的桥梁计算示例集-拱桥P14例）2）活载内力；利用$汽=（1+弘•％
