长沙理工桥梁工程课程方案任务书

1、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：土 2009 级 设计时间： 2.5 周桥梁工程系2012 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-1级或公路-H级、人群3.0kN/m2；2、桥面净宽：净 7+2 x 1.0m人行道；3、 净跨径： L0=50.00m、 54.00m、 63.00m、 64.00m、 70.00m、 72.00m、 80.00m、 84.00m、 90.00m； 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。4、净矢跨比： f

2、0/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： 预制闭合拱箱、现浇填缝及横隔板：C30混凝土，E!=3.0X 104MPa，容重ri=25.0kN/m 3 ；聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 横挑梁：预制 C30混凝土，弹性模量 E=3.0x 104MPa，容重r2=24.0kN/m3 ； 拱上底梁、立柱、盖梁、腹拱、人行道栏杆：C20混凝土，容重r3=24.0kN/m3； 拱顶及拱腔填料、护拱：10号砂浆砌片石，容重 r4=24.0kN/m3；3 侧面墙： 10 号砂浆砌块石，容重 r5=24.0kN/m3；3 桥面：沥青混凝土厚0.06m，容重

3、 =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30C，最低月平均气温 4 C,合拢温度14C，混凝土收缩 按温度下降10C计算。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。三、设计依据及参考资料1 交通部.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004).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凝土桥涵设计规范 (JTGD62-2004). 北京 :人民交通出版社

4、,2004. 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。3 交通部 . 公路砖石及混凝土桥涵设计规范 (JTG D61-2005). 北京 ：人民交通出版社 ,2005.彈贸摄尔霁毙攬 砖卤庑。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 ,钟圣斌 .拱桥计算示例集 .北京 ：人民交通出版社 ,2000.四、计算成

5、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 GE01.F0R、GE02.F0R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。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。2、确定拱轴系数 假定拱轴系数m布置拱上建筑； 计算各部分恒载的重量对拱脚及1/4截面产生的弯矩Mj、a M1/4 计算y1/4二 M1/4，如果计算的 也4与假定的m对应的 也4相差在半级以内，则m即为采f z M jff用值，否则将计算的拱轴系数作为假定值，重复步计算，直至满足要求为止。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。3、结构自重作用下拱的内力计

6、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-H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。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。表1-1不计弹性压缩的公路-I级车道荷载效应计算截 面项目均布作用计算集中力作用计算表值乘数影响线 的面积数值表值乘数影响线 取大值数值力或力矩拱 顶 截 面Mmax相应HMmi n相应H1/4截 面Mmax相应HMmi n相应H拱 脚 截 面Mmax相应H相

7、应VMmi n相应H相应V截面项目均布作用计算力或力矩表值乘数影响线面积数值表1-2不计弹性压缩的人群荷载效应计算均布作用计算表值 乘数 影响线面积数值拱 顶 截 面Mmax相应HMmi n相应H1/4截 面Mmax相应HMmi n相应H拱 脚 截 面Mmax相应H相应VMmi n相应H相应V5、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H:永久作用 +汽车作用+人群作用+温度影响+混凝

8、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。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。7、强度及稳定性验算。混凝土拱圈应按规范第条验算进行截面的“强度-稳定”性验算。 受压承载力计算公式如下式：Nd 岂:G Ac(4.0.8-1)计算时，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。表受压构件偏心矩限值作用组合偏心矩限值基本组合 0.6s偶然组合 0.7s(3)拱圈抗剪强度验算拱圈抗剪强度应满足规范的第，其验算公式如下:/4fNk0Vd 岂 AJ 二 -(4.0.13)1.4六、要求1、计算书采用

9、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、任务书、计算书；2、 拱上建筑及主拱圈断面图纸采用A3纸，制图符合公路桥涵制图习惯，构造正确，一律手绘；3、计算书整洁、清晰，计算数据准确、统一，一律采用国际单位，小数位数合理并前后一致；4、独立、认真完成课程设计，按时提交设计成果，遵守纪律；5、对于熟悉电算的同学，鼓励采用通用软件或自编程序进行辅助设计与计算，但相应的计算内容、第二部分 桥墩设计计算一、设计资料1、有关资料与上部构造提供的相同；2、 桥墩处基底标高 62.320m,河床表面标高 68.000m,桥面标高85.460m，基岩r =0.8MPa ;預頌圣 鉉儐歲龈讶骅籴。

10、#3#3、 桥墩材料：第一层基础15片石混凝土， ri=24.0kN/m ;第二层基础10小石子混凝土砌 40块石，3r1=24.0kN/m 3; 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。Pz 、”.Ir二、参考数据桥墩起拱线处墩宽可初定为3.5m，可通过设计计算进行调整，基础采用扩大基础，一般采用2层，层高0.751.00m,其余尺寸参考有关资料及例题，也可自行拟定。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。三、设计成果1 、 桥墩计算书一份; 2、桥墩设计图一份。四、说明1 、本部分的设计计算只要求桥梁专业方向的学生进行设计,其他方向的学生不作要求。T!-o466IH5上时期图号a145 *巧7八ij476C/2、3山* Hi F二 WE二-能门：20混凝土预制拱箱混凝土现浇纵缝-说明：、2、3、长沙理工大学桥结学院悬链线等截面箱形无铰拱桥主拱圈及拱上建筑构造图设计1复核图中尺寸均以 m计；横隔板中间空白区为挖空部分; 拱肋可分段预制。设计任务分配表学号尾数荷载等级净跨径净矢跨比箱梁高度h1(cm)箱梁高度H(cm)1:公路-I