圬工拱桥设计计算表(新规范).xls

截面号y1/fy1coswd/(2*cosw) y1-d/(2*cosw)y1+d/(2*cosw)x 016.121800.695540.575095.546716.6968915.28740 10.801921 4.909200.753450.530894.378315.4400914.01345截面高度d（m） 20.634833 3.886320.805830.496383.389944.3827012.73950 30.494427 3.026780.851440.469792.556993.4965811.46555 40.377084 2.308430.889770.449551.858882.7579910.19160 50.279778 1.712740.920930.434341.278402.147098.91765 60.21.224360.945520.423050.801311.647417.64370 70.135693 0.830690.964370.414780.415911.245466.36975 80.085198 0.521570.978370.408840.112720.930415.09580 90.047214 0.289030.988350.40471-0.115680.693753.82185 100.020761 0.127090.994990.40201-0.274920.529112.54790 110.005157 0.031570.998770.40049-0.368920.432061.27395 1200.0000010.40000-0.400000.400000.00000 注: 15.2874 红色字体为人为输入栏 第二栏由手册附录（III）表（III）1查得P575 第四栏由手册附录（III）表（III）20（8）查得 P1014 该种颜色格子为数据自动输出栏 0,0 1.6921,0.0519 3.3843,0.208 5.0764,0.4693 6.7685,0.8377 8.4606,1.3158 10.1528,1.9068 11.8449,2.6148 13.537,3.4447 15.2291,4.4027 16.9213,5.4949 18.6134,6.7291 20.3055,8.1139 截面高度d（m）系数K （m2-1）0.5l01/3cm 算d的系数m 0.81.23.3541019663.1072325065 惯性矩I抵抗矩W回转半径r矢高f0 0.0666666670.106666667 0.2309401086 m相应的y1/4/fsinwjcoswj 0 3.50.20.71850.695530 计算跨径计算矢高f拱脚截面投影X拱脚截面投影Y计算跨径一半 30.57486.121800.57480.556415.2874 计算矢跨比 0.200223714 XYX,Y 000,0 1.27395-0.031571.27395,-0.03157 2.5479-0.127092.5479,-0.12709 3.82485-0.289033.82485,-0.28903 5.0958-0.521575.0958,-0.52157 6.36975-0.830696.36975,-0.83069 7.6437-1.224367.6437,-1.22436 8.91865-1.712748.91865,-1.71274 10.1916-2.3084310.1916,-2.30843 11.46555-3.0267811.46555,-3.02678 12.7395-3.8863212.7395,-3.88632 14.01345-4.909214.01345,-4.9092 15.2874-6.121815.2874,-6.1218 数据输入栏 截面高d净跨径 净矢高f 净矢跨比sinw0cosw0水平投影X 0.3210.5100.3 项目xjk*jfy1ktgw 1#横墙15.57481.01881.961034046.12186.4246881.92484731.0738724 2#横墙13.17480.861808 1.658848356.12184.2162251.92484730.7804967 3#拱座10.37480.678651.306298376.12182.4037871.92484730.5274831 空实分界7.67480.502034 0.966339476.12181.2351091.92484730.3465259 注: 腹拱圈计算数据输入栏 该种颜色要注意 该种颜色格子为数据自动输出栏 红色字体为人为输入栏 （m2-1）0.5 m 水平投影Y横墙厚3.3541023.5 00.8 coswhy1dcosw1 df 0.6814871 4.937736 6.4246880.80.6814870.31 0.7883124 2.808812 4.2162250.80.7883120.31 0.8844923 1.05155 2.4037870.80.8844920.31 0.9448773 -0.08823 1.2351090.80.9448770.31 主拱计算跨径的一半 15.2874 k 1.9248473 该种颜色格子为数据自动输出栏 表值AP112 0.554580.82430.5748325.5585 表值AM1/4 0.0315140.82430.5748565.6294 表值AMj 0.130690.82430.57482345.6912 2#横墙 P 3#拱座 P=(h3#+0.5*y)*x*24 拱顶填料及桥面重P16= x*hd* 两拱之间起拱线以上部分的重量 Pd= 一个腹拱重P= 腹拱圈重Pa=1.522024*(R0+d/2)*d*24 外= +2*d*sinw 0 悬链线曲边三角形部分P17=( 1*f1)/(m-1)*K)*(shKjo-Kjo)* 腹孔下部 集中力 P13=P+P1#= P14=P+P2#= P15= (P-Pd)/2+P3# = 1#横墙P=h1#-(0.5+3.1415926*0.52/2)/9*0.9*24 P012=表()-19对应m的值*A* * M1/4=表()-19对应m的值*A* * 2(与第二版不一样,二版/4) 腹拱内弧半径R0=0.725001* = 腹孔上部 腹拱圈外弧跨径 式子中的 f1=f-y1(1/cos j-1) = Mj=表()-19对应m的值*A* * 2(与第二版不一样，二版/4) (2)拱上空腹段的恒载 2、恒载计算(1)主拱圈恒载（半拱和1/4点拱脚） 填料及路面重Pc= 外*hd*20 (3)拱上实腹段的恒载 2.6 腹拱侧墙护拱重P b=0.11889*(R0+d)2*23= 1.9248473 0=x/l= 0.502034355 3.354101966K 0= 0.966339473 shK o= chK o= 1.504389535 x= 5.7855665 力矩kN*m P0-12325.55851565.62944 P13131.71716 /2-X12.1126 P1497.97773 /2-X24.9126 P1535.2209630 /2-X37.6126 P1676.748 /4-X分界/23.8063 292.12591 /2-X分界/211.45 P1759.537947 /4- x1.8581335 110.62945 /2- x 9.5018335 合计726.76031968.38481 M1/4/Mj理论比值差值差值允许值注: 0.20099770.2-0.00099770.0025 K=ln（m +（m2-1）0.5）= （m2-1）0.5= 重心位置 1.12391631 分块号恒重kN 1/4截面 力臂 m 拱脚截面 力臂m （4）各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩计算见下表 截面高度d净跨径 净矢高f 净矢跨比sinw0cosw0 0.3210.510 水平投影x竖向投影y 0.30 A计算跨径一半 计算跨径sinwjcoswj计算矢高h 0.82415.287430.57480.71850.695510.1218 对应Pk0.55458对应Mk0.13069 对应Mk0.031514 R0所对应Pa所对应Pb所对应 0.53.141593 1 26.01239004 19.7 260.5m 7.9820kN/m3 79.69239004 52.02476602 18.28533988 -0.635231739 131.7171561 97.97772992 35.22096328 l1f1mj0K 9.82397 76.748 59.53794728 5.946674191 矢跨比1/5不用改 对应m=3.5，表()-19（8），截面号0；f/l=1/5的系数 例题 主拱圈参数 对应m=3.5，表()-19（8），截面号12；f/l=1/5的系数 腹拱圈参数 填料及路面重hd= 填料及路面重度= f/l1/5 圆弧腹拱上部恒载计算R0、Pa、Pb的系数 由P235表32查得 力矩kN*m 2345.691188 278.2656639 481.325396 268.1231051 878.7646 565.7196619 4817.889615 该种颜色格子为数据自动输出栏 红色字体为人为输入栏 净跨径 截面高dm 300.83.5 Kj0 shKjoP17 01 #DIV/0! 2.00580777 0.01594132 0.01312243 0.01573484 787.005393 拱顶1/4截面拱脚 2.005807770.78144777 -4.11599 10.945520.69554 774.6219854774.621985 774.621985 774.6219854820.643166 1122.88955 24.838735279.67698629 -50.97001 2.471 66.424 拱脚截面弯矩及其相应的轴向力影响线面积和坐标 影响线正弯矩 均 布 荷 载 弯矩影响线面积 m1*l*l 19.48161535 10.93996919 拱顶截面弯矩及其相应的轴向力影响线面积和坐标 弯矩影响线面积 m1*l*l 相应轴向力影响线面积 =n1*l 弯矩影响线面积 =m2*l 相应水平力影响线坐标 =h1*l/f 正弯矩 7.21679801 1.165246592 1.70148762 每米拱宽承载均布荷载 每米拱宽承载集中荷载 （拱圈填料为.5m通规4.3.2不计汽车冲击） 规范5.1.4条1款拱的强度验算用的公路-级汽车荷载效应 计入弹性压缩的恒载内力(表1-4) 项目 y=y2-y1 Hg 弹性中心离拱顶距离ys，拱桥上附表（）-3 弹性中心ys=附表（）-3值*f0 1=附表（）-9值*(r/f0)*(r/f0),r=I/A =附表（）-11值*(r/f0)*(r/f0),r=I/A （1代表每米宽） Ng Mg 均 布 荷 载 集 中 荷 载 考虑 弹性压缩 不考虑 弹性压缩 （24号截面） 1/（1+ ） 影响线 cosw Hg=(1- 1/（1+ ）)Hg 正弯矩Mmax负弯矩Mmin 正弯矩Mmax 负弯矩Mmin M均17.83270788-9.9327259 48.1390715 -31.27654 N均27.0326638621.6519693 34.2310994 26.772015 M集113.0196137-22.339906 113.161777 -117.0408 H中77.4003396436.5520956 66.0644792 21.752776 H-1.217882325-0.5751415 -1.0395143 -0.342277 M=H*(y1-ys) 2.442837831.15362339 -4.2786329 -1.408808 H=H中+H 76.1824573135.976954 65.024964921.4105 M=M集+M115.4624515-21.186282 108.883144 -118.4496 V=1.2*H中*坐标值 23.3043772 R=1.2*H中*坐标值 74.290035 N61.969058 N68.268393 正弯矩Mmax负弯矩Mmin 正弯矩Mmax 负弯矩Mmin 温度引起的弹性中心赘余力 与Mmax相应左拱脚反力 集 中 荷 载 相应左拱脚反力影响线坐标 （截面号17） 0.29396 均布荷载 集中力 轴向力H中cosw+Rsinw 轴向力H中cosw+Rsinw 与Mmin相应左拱脚反力 拱顶拱脚 汽车荷载效应汇总表 kN.m kN 单位 弯矩 轴向力 荷载效应 拱顶拱脚 104.433003558.2040649 96.2001574 95.040408 0.7折减系数；拱脚乘以0.9折减系数，拱跨1/4点至拱脚，用直线插入法确定。 91.59662509-32.272632 145.170763 148.31733 相应水平力影响线坐标 =h1*l/f 0.994587486 规范5.1.4条1款拱的强度验算用的温度作用效应 不考虑 弹性压缩 （24号截面） 弯矩影响线面积 =m2*l 1.703627856 注：规范5.1.1条，汽车荷载产生的拱各截面正弯矩，拱顶至拱脚1/4点，乘以 均 布 荷 载 考虑 弹性压缩 弯矩影响线面积 m1*l*l 19.48161535 相应轴向力影响线面积 =n1*l 13.85313613 0.464354994kN/度 Ht10.86590687 Ht-7.011760414 温升温降温升温降 轴向力NHt*cosw10.86590687-7.0117604 7.55767286 -4.87696 弯矩MHt(y1-ys)-21.7949204214.0642435 44.7239882 -28.86035 剪力VHt*sinw007.8070169 -5.037861 A A*B=738.79828kN wm= 0.38089203 弧度 = 21.823506 H/coswm=-795.83293kN 规范5.1.4条2款，轴向力偏心距可取水平推力计算时同一荷载布置的拱跨1/4处 弯矩设计值d除以轴向力设计值d。均布荷载作用下拱跨1/4处正负弯矩影响 线总面积，按拱桥上附表（）-14（75）为：（）*l*l= 0.000363877 拱脚 温度效应汇总表 项目 温度上升23.4 温度下降15.1 温度变化1度每米拱 宽的弹性中心赘余力Ht 拱桥上附表（）-14（75）取 1/4拱跨处与Mmax相应的H影响线 面积与Mmin相应的H影响面积之和 规范5.1.4拱的轴向力= 规范5.1.4条2款拱的整体“强度稳定”验算用的荷载效应 半拱全部自重-主腹拱顶 上填料后均布荷载 37.53982431kN/m 拱顶 8.193322419kN 5.287143954kN -4.481857473kN/m -2.892138797kN/m 1）自重剪力 726.76031kN/m 774.6219854kN 1062.027692kN 自重产生的左拱脚考虑弹性压缩的水平推力： 自重产生的剪力为： 2）汽车荷载剪力 按第8款，由于在合龙之前，裸拱受力时间不长，温度变化不大， 所以温度作用效应乘以0.7。温度作用轴向力按下式计算： 温度作用的偏心距计算，可先计算温度作用下1/4跨弯矩，然后除以 相应轴向力。温度作用下1/4跨弯矩为： 温度上升0.7t(y1-ys)= 温度下降0.7t(y1-ys)= 拱脚截面直接抗剪强度验算的荷载效应 自重产生的左拱脚反力为j 弯矩为： 正弯矩负弯矩 m10.00772-0.0043 n10.357810.28659 m20.05565-0.011 h20.233310.11018 正弯矩负弯矩 m10.02084-0.01354 拱桥上附表（）-14（75） 负弯矩 -12.65744107 0.550284469 拱桥上附表（）-12（10） 拱桥上附表（）-14（75） -4.019719099 8.762431932 拱桥上附表（）-13（46） 负弯矩 -0.3363228 9.22091 （拱圈填料为.5m通规4.3.2不计汽车冲击） 附表（）-3 0.32765 附表（）-9 11.2017 附表（）-11 （1代表每米宽） n10.453090.35436 m20.05572-0.05763 h20.199140.06557 M,N乘以面积 图乘法 正弯矩Mmax 负弯矩Mmin 正弯矩Mmax 温度引起的弹性中心赘余力 （）-12（10）（截面号7） 0.93709 拱桥上附表（）-13（50） 人群荷载效应（利用汽车荷载中均布荷载效应乘以X） 人群荷载（kN/m2） 3 人行道总宽（m） 1.5 桥宽（m） 8.5 0.529411765 每米桥宽人群荷载（kN/m）为汽车均布荷载的X倍 0.214250006 人群荷载效应汇总表 荷载效应单位 拱顶拱脚 轴向力kN5.7917484 4.6389346 7.3340132 弯矩 kN.m 3.8206578 -2.128087 10.313796 0.327483687 10.83448613 拱桥上附表（）-13（46） -1.762025724 拱桥上附表（）-12（10） -12.65744107 结构升温23.4度 结构降温-15.1度 表值0.098911u见第4款 u0.01332 a0.000008 0.040280.0886 度 0.008730.01079 -1.925725894 拱桥上附表（）-14（75）取 1/4拱跨处与Mmax相应的H影响线 面积与Mmin相应的H影响面积之和 19.68038726 B 拱桥上附表（）-5 规范5.1.4条2款拱的整体“强度稳定”验算用的荷载效应 kN/m-72.29141172 负弯矩Mmin （）-12（10）（）-7（10） 人群荷载效应（利用汽车荷载中均布荷载效应乘以X） 为汽车均布荷载的X倍 0.214250006 拱脚 5.7359044 -6.700998 K202/9*K20 Mmax42.841349.520298 0.52941176 10.04971 相应H26.3103165.846737 0.52941176 6.376149 Mmin30.598826.799738 0.52941176 7.32915 相应H24.027565.339458 0.52941176 5.86887 Mmax39.2758288.727962 0.52941176 9.257374 相应H23.8792925.306509 0.52941176 5.835921 Mmin20.7770084.617113 0.52941176 5.146525 相应H23.1792925.150954 0.52941176 5.680366 Mmax22.1195284.915451 0.52941176 5.444862 相应H22.9677965.103955 0.52941176 5.633366 相应V7.942521.765004 0.52941176 Mmin31.1873246.930516 0.52941176 7.459928 相应H14.4907883.220175 0.52941176 3.749587 相应V14.6965363.265897 0.52941176 表(III)值面积 10.049710.00725 2 934.8184 6.7774334 6.3761490.06913 2/f 152.7032 10.556372 7.32915-0.00456 2 934.8184 -4.262772 5.868870.05903 2/f 152.7032 9.0140694 9.2573740.00882 2 934.8184 8.2450982 5.8359210.04035 2/f 152.7032 6.1615738 5.146525-0.01047 2 934.8184 -9.787549 5.6803660.08781 2/f 152.7032 13.408867 5.4448620.01994 2 934.8184 18.640279 5.6333660.09242 2/f 152.7032 14.112829 汽车1.7650040.170675.2182011 人群0.529412 0.5294117616.186659 7.459928-0.01409 2 934.8184 -13.17159 3.7495870.03575 2/f 152.7032 5.4591391 汽车3.2658970.3293310.069199 人群0.529412 0.5294117616.186659 MmaxMminMmaxMminMmaxMmin 项目截面 单位拱宽的计算荷载（表15） 合计 拱顶 1/4跨径 人群荷载 汽车20级等代荷载 项目 乘数 不计弹性压缩的汽车和人群内力（表16） 影响线面积 截面计算荷载 拱脚 拱顶 1/4截面 相应V Mmax 相应H Mmin 相应H Mmax 相应H Mmin 拱脚 30.5748 相应H Mmin 相应H 相应H Mmax 拱脚 相应V 计入弹性压缩的汽车和人群内力（表17） 项目 拱顶1/4截面 30.5748 cosw sinw 与M相应的H67.3089945552.902435.9584583 76.16727 79.50274 20.469516 与M相应的V17.77956 41.454373 N67.3089945552.902438.0303519 80.55596 68.06876 44.021515 DH1.059011147 0.832344 0.56575512 1.198383 1.250862 0.3220587 DN1.059011147 0.832344 0.53493278 1.133096 0.869975 0.2239918 Np66.24998341 52.07005 37.4954191 79.42286 67.19879 43.797524 M68.11123675 -31.2425 76.3279543 -50.3719 101.4938 -98.25912 yys-y1 DMDN*y 2.124376361 1.669682 0.41812486 0.885673 -3.58064 -0.921905 MpM+DM 70.23561311 -29.5728 76.7460792 -49.4862 97.91311 -99.18103 K801.25/9*K80 Mmax82.73787611.49137 6.77743336 77.88201 相应H67.440169.366689 10.5563716 98.87825 Mmin43.5470886.048207 -4.2627719 -25.7821 相应H40.0011045.555709 9.01406937 50.07955 Mmax82.89189211.51276 8.24509824 94.92386 相应H54.5666167.578697 6.16157376 46.6967 Mmin55.9206327.766754 -9.7875486 -76.0175 相应H48.6608686.758454 13.4088672 90.62321 Mmax54.426387.559219 18.6402788 140.906 相应H44.583866.192203 14.1128289 87.3895 相应V12.6080321.751116 5.21820112 9.137673 Mmin77.90567210.82023 -13.171591 -142.52 相应H45.5918926.332207 5.45913908 34.5684 相应V38.7298445.379145 10.0691989 54.16368 MmaxMminMmaxMminMmaxMmin cosw sinw 与M相应的H1 98.87824855 50.07955 46.6966985 90.62321 87.389534.5684 与M相应的V9.137673 54.163681 N98.87824855 50.07955 49.3873197 95.84484 67.34481 62.958927 DH1.5557083880.787930.73470603 1.425827 1.374949 0.5438845 DN1.5557083880.787930.69467925 1.348148 0.956277 0.3782717 Np97.32254017 49.29162 48.6926404 94.49669 66.38854 62.580655 M77.88200573 -25.7821 94.9238602 -76.0175 140.906 -142.5197 -4.1158 0.945520.6955 0.7185 弯矩 1 0 2.0060.78164 0.325564018 不计入弹性压缩的挂车内力（表18） 截面项目 挂车100等代荷载 力或力矩 轴向力 拱顶 1/4截面 拱脚 影响线面积 计入弹性压缩的挂车内力(表1-9) 1/4截面拱脚 项目 拱顶 0.945520.6955 00.3255640180.7185 轴力 1 yys-y1 DMDN*y 3.120751026 1.580588 0.54298909 1.053766 -3.93585 -1.556891 MpM+DM 81.00275676 -24.2015 95.4668493 -74.9637 136.9701 -144.0766 合拢温度 150C 拱顶1/4截面拱脚 cosw10.945520.6955 yys-y12.0060.78164-4.1158 Nt=Ht*cos11.5488510.91966865 8.032225 Mt=-Ht*y -23.166993 -9.02704311 47.53276 MNMN 11.2或0.924.839112774.623 9.678586 820.64411 21.4 70.2356131 66.24998 76.74608 37.495419 31.4 -29.572811 52.07005 -49.4862 79.42286 41.4 81.0027568 97.32254 95.46685 48.69264 51.4 -24.201537 49.29162 -74.9637 94.496689 61.4 -23.166993 11.54885 -9.02704 10.919669 71.4 23.1669931 -11.5489 9.027043 -10.91967 MjNjMjNj 8恒+汽Mmax128.136793 1022.298 119.0588 1037.2665 9恒+汽Mmin-19.046734 1002.446 -60.5699 1095.9649 10恒+汽Mmax+温升76.5624019 830.7728 85.13676 842.04324 11恒+汽Mmin+温升-41.18442 814.8912 -58.5662 889.00198 12恒+汽Mmax+温降128.456466 804.9033 105.3573 817.58319 13恒+汽Mmin+温降10.7096448 789.0218 -38.3457 864.54192 14恒+挂Mmax114.568635 852.6393 116.2143 842.3541 15恒+挂Mmin-9.2215609 798.8447 -76.9908 893.65464 截面编号与上表对应e0Mj/Nj 查表值Raj m 截面面积A80.125342 0.7724429 123001.9219-0.0190.9932766 123001.921100.092158 0.8626287 123001.92111-0.05054 0.9542963 123001.921120.159592 0.6767197 123001.921130.013573 0.9965575 123001.921140.134369 0.7470658 123001.92115-0.01154 0.9975077 123001.92180.114781 0.8019014 123001.9219-0.05527 0.9458328 123001.921100.101107 0.8391522 主拱圈抗力效应设计值(表1-12) 拱顶 0.78164-4.1158 温度内力(表1-10) 项目 温度上升 拱圈线膨胀系数 0.000008 温度变化在弹性中心产生的水平力Ht 弯矩 2.006 11.54885 主拱圈荷载效应不利组合的设计值(1-11) 拱顶1/4截面 编号荷载效应系数 挂车-101Mmin 温度上升 温度下降 荷载组合 恒载 汽车-20级Mmax 汽车-20级Mmin 挂车-100Mmax 组合I 组合 组合 1 0.8 0.8 123001.92111-0.06588 0.9247486 123001.921120.128864 0.7625505 123001.92113-0.04435 0.9644262 123001.921140.137964 0.7369561 123001.92115-0.08615 0.877833 123001.92180.063273 0.9301759 123001.9219-0.14197 0.7256944 123001.921100.108589 0.8189354 123001.92111-0.09399 0.8579054 123001.921120.017245 0.994455 123001.92113-0.19073 0.5942283 123001.921140.101284 0.8386799 123001.92115-0.18317 0.6136428 123001.921 注:该种颜色格子为数据自动输出栏 红色字体为人为输入栏 1/4截面 拱脚 拱顶1/4截面拱脚计算跨径 Mmax34.131.719.430.5748 相应H19.919.818.530.5748 相应V630.5748 Mmin23.8202430.5748 相应H18.219.110.830.5748 相应V11.230.5748 Mmax29.627.81830.5748 相应H16.617.716.230.5748 相应V530.5748 Mmin20.319.620.330.5748 相应H15.2178.930.5748 相应V9.430.5748 0.75计算矢高6.1218 0.52941176 2