悬链线等截面箱形无铰拱桥设计理念.ppt

悬链线等截面箱形无铰拱桥设计,指导老师：李学文、钟惠萍、涂光亚、吕毅刚 适用班级：道土06-1、2班 设计时间：09-10学年度第一学期第17周,学号、荷载等级、跨径及矢跨比对应一览表,/ / / lll,悬链线等截面箱形无铰拱桥设计,指导老师：钟惠萍、李学文、易壮鹏、金霞飞 适用班级：道土06-3、4班 设计时间：09-10学年度第一学期第17周,学号、荷载等级、跨径及矢跨比对应一览表,一、设计基本资料,荷载等级：公路I级或公路II级,人群2.5 kN/m2或3.0 kN/m2 。（具体情况见表1） 桥面净宽：净721.0米人行道。 净跨径：l0=60.00 80.00米。 矢跨比：f0/l0=1/61/8。（具体情况见表1） 拱顶最小填料厚度：hd=0.50 米。,主拱箱横断面图,一、设计基本资料,材料性质： 预制闭合拱箱及现浇填缝：30号钢筋混凝土,E1= 3.0 104 MPa,1=25.0 kN/m3 ； 横挑梁：预制30号钢筋混凝土,2 = 24.0 kN/m3 ； 拱上底梁、立柱、盖梁、腹拱、人行道栏杆：20号现浇或预制钢筋混凝土,3 = 24.0 kN/m3 ；,一、设计基本资料,材料性质： 拱顶及拱腹填料、护拱：10号砂浆砌片石,4=23.0kN/m3 ； 侧墙：10号砂浆砌片石,4=23.0kN/m3 ； 桥面：6 cm厚沥青混凝土,5=23.0kN/m3。 栏杆、人行道：全桥宽平均每延米10.5kN； 桥面标高：85.460 米。,二、参考依据,主拱箱：采用5箱组成,各部分尺寸见“主拱箱断面图”； 腹拱墩的布置：高墩采用立柱式,也可采用挖空的横墙式； 计算温度影响时,设定：最高月平均气温30,最低月平均气温4,合拢温度14； 混凝土收缩按温度下降10考虑。,三、设计依据及参考资料,公路工程技术标准(JTJ 001-97),人民交通出版社,交通部部颁标准 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004),人民交通出版社,交通部部颁标准 公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTJ 022-85),人民交通出版社,交通部部颁标准 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85),人民交通出版社,交通部部颁标准,三、设计依据及参考资料,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004),人民交通出版社,交通部部颁标准。 公路桥涵设计手册拱桥(上、下册),人民交通出版社,顾懋清 石绍浦主编 桥梁计算示例集拱桥(二),人民交通出版社,王国鼎 钟圣斌主编,四、成果及要求,成果： 设计计算书一份（手写）； 拱上结构及主拱圈断面图一张（CAD画）。 要求 计算书整洁、清晰,一律采用国际标准单位,小数点位数要求统一； 统一采用A3的图纸,且要求构造正确,按比例绘制,图形线条符合工程制图的要求。,四、成果及要求,设计计算书构成（按前后装订顺序排列） 封面、扉页 课程设计任务书 摘要（关键词35个） 目录（要编写页码,且与正文对应） 正文 参考文献、致谢 附件（相关图纸）,五、计算步骤（供参考）,主拱圈截面几何特性计算 阴影部分及现浇纵缝应计入箱形拱主拱圈面积。 拱上建筑布置 主拱圈宽度7.6m, 桥面宽度为净7+21.0m人行道,则桥面全宽为9.5m。 可采用悬挑桥面,设置横贯全桥的钢筋混凝土挑梁； 采用单独的人行道悬臂构件,将人行道做成悬挑式。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置 为加强箱壁的局部稳定性,提高箱拱的抗扭刚度,拱箱内须设置横隔板。 腹孔墩处均宜设置； 除腹孔墩外,一般按间距2.02.5m进行布置,且不宜大于5.0m,厚度在0.060.08m左右,中间挖空,以减轻重量和方便施工。,/ / / lll,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置 拱型腹孔一般每半跨内不超过主拱跨径的1/41/3,跨中存在一实腹段,腹孔跨数以36孔为宜 。 腹拱跨径一般选用2.55.5m,也不宜大于主拱跨径的1/81/15。 腹拱宜做成等跨的,以利于腹拱墩的受力和方便施工。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置 常采用f/l=1/2-1/6的圆弧形板拱,或f/l=1/10-1/12的微弯板,或f/l=1/4-1/8的双曲拱。 腹拱圈的厚度与它的构造形式有关, 当l=14m时,石板拱的厚度不小于30cm,混凝土板拱的厚度不小于15cm,微弯板的厚度不小于14cm (其中预制6cm,现浇8cm)； 当l=46m时,可采用双曲拱,其厚度一般为30-40cm。,五、计算步骤（供参考）,拱上建筑布置 腹孔墩可采用横墙式或排架式。 横墙式 排架式,五、计算步骤（供参考）,确定拱轴系数 布置拱上建筑(拱上构造)及桥面系； 假定拱轴系数m(或 ),可假定m= 2.514,或者 =0.215; 计算各部分恒载重量及其对1/4截面、拱脚截面的力矩M1/4和Mj 。,五、计算步骤（供参考）,确定拱轴系数 计算 ,如果 与假定值相差在一级(0.005)以内,则m即为采用值。 否则,将计算的 (或相应的m)作为新的假定值,重新计算,直到满足要求(相对误差0.005)为止。,五、计算步骤（供参考）,主拱圈恒载内力计算： 要求用“假载法”计算恒载压力线与拱轴线在“五点”存在的内力偏差。,五、计算步骤（供参考）,主拱圈恒载内力计算： 空腹式拱轴线的变化是通过改变l/4截面处的纵坐标y1/4来实现的,设拱轴系数为m时, l/4截面处的纵坐标为 ,则有：,的负号为： 为正； 为负,拱轴系数调整后,拱的几何尺寸和内力计算应根据 确定。空腹拱的重力内力计算方法与实腹拱相同。即先计算结构重力和 共同作用下的水平推力： 不计弹性压缩损失：,计入弹性压缩损失：,然后减去或加上假载 作用下的内力,调整时注意,用假载法调整拱轴线不能同时改善拱顶、拱脚两个控制截面的内力。同时对其它截面内力也产生影响,调整时应全面考虑。,/ / / l