拱桥设计计算说明书书

1、实用标准目录一、设计背景 1（一） 概述 1（二）设计资料 11、设计标准 12、主要构件材料及其参数 13、设计目的及任务 24、设计依据及规范 2二、主拱圈截面尺寸 4（1） 拟定主拱圈截面尺寸 41、拱圈的高度 42、拟定拱圈的宽度 43、拟定箱肋的宽度 44、拟定顶底板及腹板尺寸 4（2） 箱形拱圈截面几何性质 5三、确定拱轴系数 6（一）上部结构构造布置 61、主拱圈 62、拱上腹孔布置 7（二）上部结构包载计算 81、桥面系 82、主拱圈 8（三）拱上空腹段 81、填料及桥面系的重力 82、盖梁、底梁及各立柱重力 83、各立柱底部传递的力 9（四）拱上实腹段 91、拱顶填料及桥面系

2、重 92、悬链线曲边三角形 9四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数 11（一）弹性中心 11（二）弹性压缩系数 11五、主拱圈截面内力计算 12（一）结构自重内力计算 121、不计弹性压缩的恒载推力 122、计入弹性压缩的恒载内力 12（二）活载内力计算 121、车道荷载均布荷载及人群荷载内力 122、集中力内力计算 14（三）温度变化内力计算 151、设计温度15c下合拢的温度变化内力 152、实际温度20c下合拢的温度变化内力 16（四）内力组合 161、内力汇总 172、进行荷载组合 17六、拱圈验算 18（一）主拱圈正截面强度验算 181、正截面抗压强度和偏心距验算 18（二）主拱圈稳定性验

3、算 191、纵向稳定性验算 192、横向稳定性验算 19（三）拱脚竖直截面（或正截面）抗剪强度验算 191、自重剪力 192、汽车荷载效应 203、人群荷载剪力 214、温度作用在拱脚截面产生的内力 225、拱脚截面荷载组合及计算结果 22七、裸拱验算 23（一）裸拱圈自重在弹性中心产生的弯矩和推力 23（二）截面内力 231、拱顶截面 232、二截面 2343、拱脚截面 23（三）强度和稳定性验算 24八、总结 25九、参考文献 26文案大全、设计背景(一)概述在我国公路桥梁建设中，拱桥，特别是疗工拱桥得到了广泛的应用。 本次设 计为等截面悬链线无银拱结构，拱桥设计在桥梁建设中应用十分重要，

4、 也较为复 杂，需结合理论力学、材料力学、结构力学的基础力学知识，根据桥梁专业特点 来进行设计并解决设计中遇到的各种问题。 本设计任务书，主要包括了主拱圈截 面的几何要素计算，确定拱轴系数，弹性中心位置以及计算弹性压缩系数， 温度 及混凝土收缩时产生的内力，拱圈截面强度验算，拱圈整体稳定及强度验算，拱 脚截面直接抗剪验算以及它们所包含的荷载计算、拱圈内力的调整等。(二)设计资料1、设计标准(1)设计荷载：公路一I级，人群荷载按规范取3kN/m2。(2)桥面净空：拱顶桥面标高+50.0m(3)净跨径：l0=70+ (学号-10) X 5m=70+ (13-10) X 5m=85m1 (4) 净矢

5、跨比：f0/lo=,即净矢高f0=14.17m6(5) 桥梁净宽：净-8+2X (0.25m栏杆+1.0m人行道)=10.5m(6) 设计合拢温度为15C,月平均最高温度40C,月平均最低气温5c2、主要构件材料及其参数(1) 主拱圈为C40钢筋混凝土箱形截面，¥4 = 25kN/m3(2) 桥面铺装为8cm的钢筋混凝土(工=25kN/m3) +6cm沥青混凝土( ？3=23kN/m3)(3) 拱上简支梁为C30钢筋混凝土，=25kN/m3(4) 拱上桥墩为C30钢筋混凝土矩形截面墩，71=25kN/m3(5) 拱顶填料平均高度hd=0.55m,拱顶填料容重=20kN/m3-14(6

6、)主拱圈截面参考图图1-1主拱圈截面参考图(单位：cnD3、设计目的及任务本设计主要是独立完成一座等截面悬链线空腹式无钱箱型板碎拱桥设计和 计算，旨在通过本设计进一步熟悉拱桥的纵横断面和平面布置以及它的主要构件 和各构件的主要尺寸及构造细节；进一步掌握行工拱桥上部结构的内力计算步 骤，原理和方法；熟悉有关拱桥内力计算图表的用法。 本设计主要任务包括以下 九点：(1)桥型布置和尺寸拟定。(2)拱轴系数的确定。(3)悬链线无较拱的几何性质及弹性中心。(4)包载作用下悬链线无较拱的内力计算。(5)活载作用下悬链线无较拱的内力计算。(6)裸拱内力计算。(7)温度变化、混凝土收缩和拱脚变位的内力计算。(

7、8)拱圈强度和稳定性验算。(9)拱圈内力的调整。4、设计依据及规范1中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范JTGD60-2004人民交通出版社，2004年9月。2中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范JTGD62-2004人民交通出版社，2004年9月。3邵旭东主编.桥梁工程，人民交通出版社。4公路桥涵设计手册拱桥上册，1994年6月，人民交通出版社。5公路桥涵设计手册基本资料，1993年7月，人民交通出版社。6王国鼎主编.桥梁计算示例集一一拱桥(第二版)，2000年10月，人民交通出版社。7向中富.桥梁工程毕业设计指南，人民交通出版社，2010, P129-14

8、28有关拱桥设计图纸。9拱桥设计任务书二、主拱圈截面尺寸（一）拟定主拱圈截面尺寸1、拱圈的高度按经验公式估算：H =生：x =85 0.8 -1.65m100100式中：h拱圈高度（m）;l0拱圈71跨径（m）;&常数，一般取0.70.9m ,本设计取 &=0.8m 。2、拟定拱圈的宽度为了节省材料，箱型拱可以通过采用悬挑桥面减少拱圈宽度，即采用窄拱圈 形式。根据经验值，拱圈宽度一般为桥宽的1.00.6倍，桥面悬挑可达到4.0m但 为了保证其横向稳定性，拱宽不宜小于跨径的 1/20。本次设计取桥宽的1.0倍, 即拱宽为10.5m 03、拟定箱肋的宽度拱宽确定后，在横向划分为几个

9、箱肋，主要取决于（缆索）吊装能力。目前 我国缆索吊机的吊装能力超过100t ,箱肋宽度一般取1.21.7m 0结合本地施工设 备和吊装能力，本设计取边箱肋宽1.5m ,内箱肋宽1.4m。拱圈底面宽B0 =1.4M5+1.5M2+0.04M6=10.24m,边箱肋上沿向外悬挑出 13cm。4、拟定顶底板及腹板尺寸对常用的由多条闭口箱肋组成的箱型拱， 具截面各部分尺寸取值与跨径及荷 载大小有关。顶板、底板厚度一般为1522cm ,顶板和底板可以等厚，也可以不 等厚，在跨径大、拱圈窄时取大值。本设计取顶底板等厚为20cm o两边箱外腹板厚一般为1275cm,内箱肋腹板厚常取45cm,以尽量减轻吊装重

10、量为先。本 设计考虑到拱圈顶板、底板、腹板太薄可能出现压溃，所以取边箱外腹板厚为 15cm,内箱肋腹板厚为5cm。填缝宽度根据受力大小确定（主要考虑轴力大小）一般采用2035cm。本设计去填缝宽度为28cm。为保证填缝混凝土浇筑质量, 安装缝通常取4cm ,本设计也取安装缝为4cm。拱圈横断面的尺寸构造如上图2-1所示。（二）箱形拱圈截面几何性质整个主拱截面的面积为:12A =10.5 1.65 -2 (1.65 -0.2) 0.25 - 0.05 -0.12 0.2 2cc " cc c 1c c 2、-7(1.65 -2 0.2) (1.4 -20.12 -20.05)-4 -0

11、.05 =7.310 m2绕箱底边的面积矩为:12S = - 10.5 1.6521.65 -0.212-2 (1.65 -0.2) 0.25 - 0.05(1.65 -0.222-7 (1.65 -2 0.2)(1.4 -2 (0.120.05)1.650.05-4220.0522X)-0.12 W20.2251.42523= 6.136 m3主拱圈截面重心轴为：S 6.136y下=0.839 mA 7.310y 上=1.65-0.839=0.811 m主拱圈截面对重心轴的惯性矩:I =Lm10.5 M1.653+ (15-0.811)2x10.5 X1.65 122-2 (1.65 -0.

12、2)3 X0.25+ (0.839- 10124.0.05(0.81136c c 0.05-0.2 -0.12 0.23-(0.838 一1230.22 _ _2)2笠)2 0.12 0.2-7 3(1.65 -2 0.2)312(1.4 -2 (0.12 0.05)2 x (1.65-0.2 ) x 0.25(15- -0.811) 2 (1.65 -2 0.2) (1.4 -2 (0.12 0.05) 2-40.054=2.628m3642 (0.811 -0.2 -0.052)2 00- 2 (0.839 - 0.2 -0.05” A主拱圈截面绕中心轴的回转半径:2.628 0.5996

13、 m7.310三、确定拱轴系数(一)上部结构构造布置上部结构构造布置如下图所示:4 1650 + 65。+ 口+电+的.卜 1250_q'jI轴线的纵坐标y1名l:f （其中 也由拱桥（上册）表（田）-1查得），相应的 二f_f拱背曲面坐标y1 = y1 y± ,拱腹曲面坐标y，=yi+-y=。具体数值见下表: coscos表3-1主拱圈几何性质表截回 号xy1 干Vicos甲y上 cos中y下 cos中y上 y1cos邛,y下yl + cos中042.97421.000014.46020.82520.98231.017313.477915.4776139.39300.836

14、712.09850.84910.95460.988711.143913.0872235.81180.68889.95960.87200.92950.96279.030110.9223332.23070.55598.03860.89380.90680.93927.13198.9778428.64950.43786.33130.91430.88650.91825.44487.2495525.06830.33434.83380.93310.86870.89973.96525.7336621.48710.24503.54280.95000.85320.88372.68954.4265717.90590

15、.16982.45520.96470.84020.87021.61503.3254814.32470.10851.56870.97710.82950.85910.73922.4278910.74360.06090.88120.98700.82120.85050.06001.7317107.16240.02710.39130.99420.81530.8444-0.42401.2357113.58120.00680.09780.99850.81170.8407-0.71390.9385120.00000.00000.00001.00000.81050.8395-0.81050.83952、拱上腹孔

16、布置从主拱圈两端起拱线起向外延伸 2.5m后向跨中对称布置五孔简支梁，简支 梁桥面板厚为36cm,座落在宽为90cm的混凝土排架式腹孔墩支撑的宽为 90cm 的钢筋混凝土盖梁上，腹孔墩盖梁顶部与主拱拱顶拱背在同一标高，腹孔墩墩中线的横坐标lx以及各墩中线自主拱拱背到腹孔墩盖梁顶部的高度h=y + » （ 1 T/cos -） ,0分5U计算如下表：表3-2腹孔墩高度计算表项目lx2 =21± lftan =卫水l (m-1)1 二hV1 -.m -1M(chH -1)cos®J tan2 4 +11号立柱38.50.89590.510811.54430.61271

17、.172810.90432号立柱320.74460.42467.92210.50251.11927.32553号立柱25.50.59340.33835.00320.39611.07564.44194号立柱190.44210.25212.76590.29271.04202.2319空实腹段 分界线12.50.29090.16581.19350.19141.01820.6788(二)上部结构恒载计算恒载计算，首先把桥面系换算成填料厚度，然后按主拱圈、横隔板、拱上空 腹段、拱上实腹端共四个部分进行。1、桥面系(1)根据设计任务书，为了便于计算，人行道、栏杆、路缘石及横挑梁悬出拱圈部分，全桥宽平均每延

18、米10.5kN。(2) 桥面铺装为8cm的钢筋混凝土 ( ¥ =25kN / m3) +6cm沥青混凝土(为=23kN/m3) , 0.06父23父8+0.08父25M8 = 27.04KN /m(3) 0.36m厚空心板，空心折减率 0.7,0.36 10.5 0.7 25=66.15 KN/m集度：qx =10.5 27.04 66.15 = 103.69kN / m故换算成填料的平均厚度为：hd =生一 =0.4938m10.5 202、主拱圈P/4 =表(m)-19(1)值A? l =0.254397.31385.948425 = 3995.4500KN)A l20.1261

19、0 7.310 85.94842 25M1/4 =茁(田)-19 值 |= 42555.7993( kN m)-44Pj =表(田)-19(1)值A门=0.53521M7.310M85.9484M25=8406.0097(KN)A l20.51758 7.310 85.94842 25M j =表(田)-19(1) 值 |- =174671.1387(kN m)根据设计任务书，主拱圈内横隔板重量按顺桥向每延米给定，6.0kN/m。(三)拱上空腹段1、填料及桥面系的重力P = l简支梁 hd 丫Bo = 6.5父 0.494父 20父 10.5 = 673.985kN2、盖梁、底梁及各立柱重力各

20、腹孔排式墩的横截面如下图所示:图3-2腹孔排式墩的横截面图（单位：cm）结合CAD进行面积计算再乘以腹孔墩的容重得到：盖梁自重：P = 6.45 M 0.9 M 25=72.5625 kN底梁自重：P =5.4 0.9 25=60.75 kN1 号立柱自重： P =4 父0.2826 父10.9043 父 25=547.8323 kN2 号立柱自重：P = 4 父 0.2826 父 7.3255 父 25=368.0320 kN3 号立柱自重： P = 4 m 0.2826 m4.4419 M 25=223.1598 kN4 号立柱自重： P = 40.2826 父2.2319 25=112.

21、1286 kN5 、各立柱底部传递的力通过对各自重进行相应的叠加得到各立柱处以及空实腹端接头处传递到集 中荷载为：1 号立柱：F1 =673.985+40.3125+33.75+547.8323= 1355.1298N2 号立柱：巳=673.985+40.3125+33.75+368.03201175.329kN3 号立柱：R = 673.985+40.3125 + 33.75+223.1598= 1030.4573kN4 号立柱：P4 =673.985+40.3125*33.75+112.1286 919.426kN空实腹端接头处：P5 = 673.985 = 336.9925 kN2（四）

22、拱上实腹段1、拱顶填料及桥面系重R =lxhd 1B0 =12.5 0.4938 20 10.5 =1296.125kN2、悬链线曲边三角形1fl85.9484 14.2885P7 =1（shk -k ） 3B0 = -（sh0.1658-0.1658） 20 10.52 m -1 k2 1.167 -10.5702F031.0062 kN式中1f1 =f +y上1= 14.4602 0.8105 (1 ) =14.2885m0.82516lxshkk2chk -1kshk - klx =0.7501 12.5 = 9.3764m其重心距原点（拱顶）的水平距离（五）验算拱轴系数恒载对l / 4

23、截面和拱脚截面的弯矩如下表所示:'、M 1由上表可知：4'、M j81491.5715331730.209= 0.2457 ,该值与0.245之差小于半级即表3-3半拱恒载对l / 4截面和拱脚截面产生的弯矩项目集中力编 号工截回 4拱脚截面(kN)力臂弯矩力臂弯矩主拱圈8406.00970742555.79929174671.1387横隔板片257.845314210.74355476 1385.087627 21.48710952 5540.350506拱上空腹 段1355.129756 -7.012890484.474219046063.1473581175.329509

24、 -0.5128904810.97421904 12898.323481030.457252-4.0128904817.47421904 18006.43574919.42614722.487109522286.713524 :>3.97421904 22042.52384336.99258.987109523028.588505 :2.47421904 10269.58326实腹段1296.12515.23710952 19749.19858 3().7242190447599.1784片1031.00622712.11067751 12486.18393 33工59778703 34

25、639.5276515808.3214181491.57145331730.2090.00066,所以可以确定上面拟定的桥跨结构形式的设计共轴系数为m = 1.167四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数（一）弹性中心ys =*（m）-3 值f = 0.34727614.4602= 5.0217m（二）弹性压缩系数-2 if22 0.59962 14.46022= 0.0017= 10.9533 0.00172 = 0.01884i2R= 表（m）-11 值= 9.59186 0.00172=0.016490.018841+0.01649=0.01853五、主拱圈截面内力计算大跨径钢筋混凝土拱桥应当算

26、拱顶、拱脚、拱跨 1/8、1/4、3/8等截面的内力。本设计跨径属中等跨度，根据设计任务书，只验算拱顶、拱脚、L/4截面。（一）结构自重内力计算空腹式无钱拱采用“五点重合法”确定的拱轴线，与无钱拱的包载压力线实 际上并不存在五点重合关系，但由此产生的偏离弯矩对拱顶、拱脚都是有利的。 因此，在现行设计中，不计偏离弯矩的影响是偏于安全的。 只有对于大跨径空腹 拱桥，这种偏离的影响很大，不可忽略，才会采用“假载法”计具影响。本设计 的净跨径为85m,属中小桥，所以偏于安全设计，不考虑偏离弯矩的影响。1、不计弹性压缩的恒载推力三M j331730.209f - 14.2885= 22940.8920

27、KN2、计入弹性压缩的恒载内力计入弹性压缩的恒载内力计算过程及结果见表5-1表5-1计入弹性压缩的恒载内力项目拱顶l/4截回拱脚y = ys 一 y5.02171.4789-9.4385cose1.00000.95000.8252H g = 1 Hgg i 1十叩g22515.787422515.787422515.7874N = jNg cos *22515.787423702.076427286.5716-N1,'1Mg -1 + 1Hgy2134.7414628.7011-4012.3618（二）活载内力计算1、车道荷载均布荷载及人群荷载内力公路I级汽车荷载加载于影响线上，其中均

28、布荷载为q = 10.5 kN / m ;集中荷载Pk当计算跨径l小于等于5m时，Pk = 270 kN ,当l大于等于50m时，Pk = 360 kN本设计计算跨径为85.9484m,即Pk =360 kN。拱圈宽度为10.5m,承载双向两车道 公路I级汽车荷载，考虑活载均布分布于拱圈全宽。计算跨径小于等于50m时，qw =3.0KN /m2 ;计算跨径大于50m且小于150m时，qw =3.25-0.005L。；当计算跨径大于等于150m时，qw =2.5KN / m2。本设计计算跨径为 85.9484m,所以取 qw = 3.25 - 0.005 85.9484 = 2.82KN / m

29、2均布荷载及人群荷载的内力计算如下表所示：表5-2考虑弹性压缩后的均布荷载和人群荷载内力表截面项目2q人群荷载表出-14 (4)值乘数o均布布载的力或力矩人群荷载的力或力矩Mmax215.64050.0058l242.4760891.9964239.5867拱相应H1215.64050.0607l2/f31.0194651.4068174.9653顶相应N215.64050.3643l31.3110657.5313176.6103截Mmin215.6405-0.0054l2-39.9644-839.2523-225.4198面相应H1215.64050.0647l2/f33.0628694.3

30、190186.4913相应N215.64050.3883l33.3738700.8493188.2453lMmax215.64050.0091l267.22291411.6813379.17194相应H1215.64050.0405l2/f20.7000434.7003116.7588截相应N215.64050.2619l22.5065472.6356126.9480面Mmin215.6405-0.0093l2-68.5526-1439.6047-386.6720相应H1215.64050.0849l2/f43.3822911.0255244.6978相应N215.64050.5312l45.

31、6532958.7179257.5078Mmax215.64050.0171l2126.17222649.6172711.6765相应H1215.64050.0862l2/f44.0156924.3283248.2709拱相应V215.64050.1548l13.3022279.347075.0315脚相应N215.64050.5140l44.1792927.7635249.1936截Mmin215.6405-0.0163l2-120.4842-2530.1673-679.5928面l2/相应H1215.64050.0393f20.0614421.2903113.1569相应V215.6405

32、0.3452l29.6720623.1116167.3653相应N215.64050.3895l33.4726702.9250188.80282、集中力内力计算(1)不计弹性压缩的集中力Pk内力如下表所示:表5-3不计弹性压缩的集中力R内力项目双车道集中力查表值乘数竖标力或力矩拱顶截面M max7200.04846l4.i65i2998.844i相应Hi7200.23227l/fi.3806994.0057M min720-0.0i3l-i.ii73-804.4774相应Hi7200.ii896l/f0.707i509.0925L/4截回M max7200.05997l5.i54337ii.i

33、i60相应Hi7200.i3352l/f0.793657i.4024M min720-0.02694l-2.3i55-i667.i247相应Hi7200.20526l/fi.2200878.4i57拱脚截面M max7200.04857l4.i7453005.65i3相应Hi7200.i9588l/fi.i643838.2737相应V7200.290890.2909209.4408M min720-0.06483l-5.5720-40ii.8668相应Hi7200.06022l/f0.3579257.7i3i相应V7200.939920.9399676.7424(2)考虑弹性压缩后集中力Pk内

34、力如下表所示:注：除拱脚截面外，其余截面的轴向力用 N = H1/cos中作近似计算表5-4考虑弹性压缩后集中力R内力拱顶l/4截回拱脚项目M maxM minM maxM minM maxM mincos中10.95000.8252sin邛00.31240.5649与M相应的H994.0057509.0925571.4024878.4157838.2737257.7131与M相应的V209.4408676.7424轴N =Hi cos 邛 +V sin中994.0057509.0925542.8037834.4510810.0229594.9457向川=-Hi1 +N18.41949.433

35、710.588316.277415.53364.7755力颂二AH cos中18.41949.433710.058415.462712.81773.9406Np =N AN p975.5864499.6588532.7454818.9883797.2052591.0051M2998.8441-804.47743711.1160-1667.12473005.6513-4011.8668弯y=ys -Yi5.02171.4789-9.4385AM =网 y92.496247.373115.659424.0732-146.6141-45.0740矩Md =M +AM p3091.3403-757.1

36、0433726.7755-1643.05152859.0372-4056.9408（三）温度变化内力计算据调查，桥位处月平均最高温度 40C,月平均最低气温-5C,设计合拢温 度为15Co采用5段预制吊装，由于受到预制场和施工场地的影响，工期被迫 推迟，实际合拢温度为20C。合拢时，各构彳的平均龄期为 100天。线膨胀系 数口=1.0父10-5。主拱圈材料弹性模量 Ec =3.25"04MPa。设桥梁所处环境的年平均相对湿度 70%收缩计算，按温度下降10c考虑。 此项计算考虑进温度下降中。1、设计温度15c下合拢的温度变化内力表中，温度变化在弹性中心产生的水平力：Ht = 也巴 ,

37、表中收表（III）爪f2缩按温度下降10c考虑。表5-5温度变化内力计算表项目温度上升温度卜-降拱顶截面1/4L截回拱脚截面拱顶截面1/4L截回拱脚截面出25.0000-30.0000Ht1045.0836-1254.1004cos邛1.00000.95000.82521.00000.95000.8252y =ys y15.02171.4789-9.43855.02171.4789-9.4385Nt =Ht cos中1045.0836992.7772862.3612-1254.1004-1191.3326-1034.8335Mt =Hty-5248.0811-1545.60859864.052

38、06297.69741854.7302-11836.8624表中，温度变化在弹性中心产生的水平力：Ht表（IIIm,表中收2、实际温度20c下合拢的温度变化内力缩按温度下降10c考虑。表5-6温度变化内力计算表项目温度上升温度卜-降拱顶截面1/4L截回拱脚截面拱顶截面1/4L截回拱脚截面拉20.0000-35.0000Ht836.0669-1463.1171cos中1.00000.95000.82521.00000.95000.8252y =ys -y15.02171.4789-9.43855.02171.4789-9.4385Nt =Ht cos 中836.0669794.2218689.8

39、890-1463.1171-1389.8881-1207.3057Mt =Hty-4198.4649-1236.48687891.24167347.31362163.8519-13809.6728比较表5-5和5-6知，若按实际温度合拢，拱桥高温合拢会增大拱圈温降时 产生的温度内力，是不利的。（四）内力组合按现行桥规的规定，对以上已计算的内力进行组合。根据桥规规定，承 载能力极限状态设计时作用效应组合基本表达式为：m0Sd = 0，i 1其中 7o =1.0 ，nS SSGi S3ikQ1SQ1kcQj SQjk)j =2冏=1.2,=1.4, % =1.4,、取0.75,荷载组合如下表所示：

40、如下表:1、内力汇总表5-7作用效应汇总表何载效应拱顶1/4截回拱脚MNMNMN恒载2134.741422515.7874628.701123702.0764-4012.361827286.5716公路I级Mmax3091.3403975.5864 3726.7755 532.74542859.0372797.2052公路I级Mmin-757.1043499.6588-1643.0515818.9883 -4056.9408591.0051人群何载Mmax239.5867176.6103379.1719126.9480711.6765249.1936人群何载Mmin-225.4198188.2

41、453 -：J86.6720 257.5078-679.5928188.8028温度上升-5248.08111045.0836-1545.6085992.77729864.0520862.3612温度卜降6297.6974-1254.10041854.7302- 1191.3326-11836.8624-1034.83352、进行荷载组合表5-8作用效应组合表荷载组合拱 顶l/4截回拱 脚MjNjMjNjMjNj恒载+活载（Max）7141.132228570.20666370.057529321.6306-64.921734121.6264通载+治载（Min）1265.052927916.1

42、249-1951.836329859.4583-11208.123733769.5361通载+治载+温升（Max）1630.647029667.54444747.168630364.046610292.332835027.1057通载+治载+温升（Min）-4245.432329013.4627-3574.725330901.8744-850.8692 34675.0154恒载+治载+温 降（Max）13753.714427253.40128317.524328070.7313-12493.627233035.0513通载+治载+温降（Min）7877.635126599.3195-4.369

43、628608.5591-23636.829232682.9610六、拱圈验算(一)主拱圈正截面强度验算根据桥规规定，构件按极限状态设计的原则是：荷载效应不利组合 的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值，即0S ER(fd & )式中，70结构重要性系数，本设计取设计安全等级为 1.0;S一作用效应组合设计值，按公路桥涵设计通用规范的规定计算；R(fd,ad) 构件承载力设计信函数；fd一材料强度设计值；ad -几何参数设计值，可采用集合参数标准值ak,即设计文件规定值。1、正截面抗压强度和偏心距验算主拱圈材料为C40钢筋混凝土，抗压极限强度设计值 q =15.64MPa。当截面偏心距e

44、=Mj<06s时，其截面强度应满足 "NdfcdAc,具体结果见下表：Nj表6-1拱圈截面抗力计算表项目Mj e =Nje = 0.6s（限值）<PR抗力Nd拱顶截面10.2500<0.58760.6300118987.6705>28570.206620.0453161329.9871>27916.124930.0550159333.6925>29667.54444-0.1463200984.1156>29013.462750.504766283.7577>27253.401260.2962109426.2422>26599.31

45、951/4L截回10.2172125754.3990>29321.63062-0.0654184232.3374>29859.458330.1563138356.8901>30364.04664-0.1157194642.8478>30901.874450.2963109395.8956>28070.73136-0.0002170738.2938>28608.5591拱脚截面1-0.0019171100.3824>34121.62642-0.3319239382.5989>33769.536130.2938109906.3286>35027

46、.10574-0.0245175784.1058>34675.01545-0.3782248961.3396>33035.05136-0.5232320352.4496>32682.9610由表6-1可知，主拱圈正截面抗压强度和偏心距满足规范要求。（二）主拱圈稳定性验算1、纵向稳定性验算本设计采用无支架施工，主拱圈的稳定和强度的验算列下表计算: 表6-2主拱圈稳定性验算截回Nd maxR拱顶截面29667.54440.6372021.96541/4L截回30901.87440.6372021.9654拱脚截面35027.10570.6372021.9654由上表6-2计算表明

47、拱圈的稳定性没有问题。2、横向稳定性验算由于本设计宽跨比为10.5=0.1235:> 1 ,故无需验算主拱圈横向稳定性。 8520（三）拱脚竖直截面（或正截面）抗剪强度验算对于板拱截面，只需按竖向截面进行抗剪强度验算即可。一般是拱脚截面处的剪力最大，根据桥规4.0.13条规定正截面直接受剪的强度，按下式计算1 .oVd"%fNk1.4式中，Vd剪力设计值；A一受剪截面面积；fvd 一砌体或混凝土抗剪强度设计值，C40取2.48MPa；七一摩擦系数，采用匕=0.7 ；Nk 一与受剪截面垂直的压力标准值。拱脚截面直接抗剪强度验算用的荷载效应:1、自重剪力自重产生的左拱脚反力，结构自

48、重合计 R =1508.3214KN ,自重产生的左拱脚考虑弹性压缩的水平推力，Hq =22515.7874KNg自重剪力为V =Hg sin j -R cos j =22515.7874 0.5649-15808.3214 0.8252 =-325.2262kN gJJ相应的轴向力N =Hg cos j R1 sin j -22515.7874 0.8252 15808.3214 0.5649-27509.2479CN2、汽车荷载效应汽车荷载考虑弹性压缩的水平推力影响线面积按1994年手册附表(田) -14 (4),可取拱顶处与Mmax相应的水平推力的影响线面积和与 Mmin相应的水 平推力

49、 H 影响线面积之和，即(0.06072+0.06472 )父 85.94842/14.56=64.0822 。 汽车均布荷载产生的考虑弹性压缩的水平推力为:64.0822 x 2 X 1.0 X 10.5=1345.7259kN。汽车集中荷载不考虑弹性压缩的水平推力影响线坐标，按1994年手册附表(m) -12 (1),其最大值为:0.23227 父 l/f =0.23227 M 85.9484/14.56=1.3807 0 汽车集中荷载产生的不考虑弹性压缩的水平推力为：H1 =1.3807 X2X 1.0 X360=994.0057kN;考虑弹性压缩的水平推力为：H =(1 一)H1 =(1-0.01853)1 LM994.0057=975.5864kN。汽车荷载考虑弹性压缩的水平推力为：H =1345.7259+975.5864=2321.3122KN汽车均布荷载左拱脚的反力影响线面积，按1994年手册附表(田)-14 (4),可取拱顶处，与M max相应的左拱脚反力影响线面积和与Mmin相应的左拱脚反力影响线面积之和，即(0.13724+0.36276)父85.9485=42.9742 ,汽车均 布荷载