A81+双向八车道60米长下承式钢筋混凝土简支系杆拱桥（计算书、施工组织设计、9张CAD图纸）
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A81+双向八车道60米长下承式钢筋混凝土简支系杆拱桥（计算书、施工组织设计、9张CAD图纸）,a81,双向,车道,60,米长下承式,钢筋混凝土,简支系杆,拱桥,计算,施工组织设计,cad,图纸
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1目录中文摘要 3英文摘要 4第一章 设计概况51.1所选题目及目的51.2设计资料8第二章 比选方案112.1概述112.2方案介绍112.3方案比选16第三章 主要材料17第四章 钢筋混凝土的主题结构设计184.1桥型与孔跨布置184.2主要技术标准及设计采用规范184.3桥梁的结构设计说明184.4桥面工程及其它194.5桥梁结构分析法20第五章 上部结构计算21.5.1桥梁总体布置215.2行车道板计算215.3作用组合215.4拱肋和纵梁计算225.5横梁的计算425.6风撑的内力计算495.7支座验算505.8持久状况极限承载力验算505.9正常使用阶段挠度和应力验算51第六章 下部结构的设计.54第七章 施工组织设计55第八章 施工图预算70第九章 结论712参考文献72谢辞733“大庆市环城道路拱桥设计”毕业设计报告摘要 ： 拱桥是一种古老的桥型结构。中 国 的 拱 桥 始 建 于 东 汉 中 后 期 ， 已 有 一 千八百余年的历史。遍布全世界，结构形式日新月异，丰富多彩。我国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年，但我国的拱桥却独具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有驼峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥，也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的（空腹拱）和不敞开的（现称实腹拱） 。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形，可 说 应 有 尽 有 。本报告书主要阐述了钢筋混凝土拱桥的结构设计和结构计算：在结构设计部分主要包括方案比选、结构设计；结构计算部分主要是熟悉并掌握有限元分析软件MIDAS /Civil。同时本报告包含了施工阶段部分，采用的方法是满堂支架施工。最后进行PSC 截面设计。关键词：钢筋混凝土拱桥、Midas/Civil、方案比选、结构设计、结构计算4Abstract :The arch of the bridge is an ancient structure. The bridge was built in China in the late Eastern Han Dynasty, more than 1800 years of history. Around the world, the structure of the form of ever-changing, rich and colorful. The history of our country than the construction of arch bridge built in ancient Rome, known for hundreds of years late, but our country has a unique arch bridge. Many forms, shapes of the United States, the worlds rare. There are steep hump protruding arch, and arch like of Tanzania, a jade belt of flat floating porous fibers Road bridge, but also lying Changhong waves, the formation of the long natural longitudinal arch. The shoulders are open arch (arch fasting) and do not open (now known as Solid arch). There are semi-circular arch, Polygon, arc, ellipse, parabola, egg, and a pointed horseshoe arch, everything can be said. The report described the main structure of reinforced concrete arch bridge design and structural calculations: in the structural design of some of the major programs, including selection, structural design; structure calculation of some of the major is familiar with and master the finite element analysis software MIDAS / Civil. At the same time, this report contains some of the construction phase, the methodology is the construction Mantang stent. PSC to design the final section.Key words:Reinforced concrete arch bridge, Midas / Civil, program selection, structural design, structural calculation.5第一章 设计概况1.1 所选课题及目的毕业设计所选课题是“钢筋混凝土拱桥” 。1.拱桥的特点：拱桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。拱结构在竖向荷载作用下桥墩和桥台将承受水平推力，同时，根据作用力和反作用力原理，墩台向拱圈提供一堆水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈内作用引起的弯矩。拱桥不仅跨越能力很大，而且外形酷视彩虹卧波，十风美观。2.拱桥的发展现状：中国的拱桥始建于东汉中后期，已有一千八百余年的历史。它是由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。在形成和发展过程中又受墓拱、水管、城门等建筑的影响。因为拱桥的主要承重构件的外形都是曲的，所以古时常称为曲桥。在古文献中，还用“囷” 、 “窌”、 “窦” 、 “瓮 ”等字来表示拱。拱桥。造型优美，曲线圆润，富有动态感。单拱的如北京颐和园玉带桥，拱券呈抛物线形，桥身用汉白玉，桥形如垂虹卧波。多孔拱桥适于跨度较大的宽广水面，常见的多为三、五、七孔，著名的颐和园十七孔桥，长约 150米，宽约 6.6米，连接南湖岛，丰富了昆明湖的层次，成为万寿山的对景。河北赵州桥的“ 敞肩拱” 是中国首创，在园林中仿此形式的很多，如苏州东园中的一座。我国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年，但我国的拱桥却独具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有驼峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥，也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的（如大拱上加小拱，现称空腹拱）和不敞开的（现称实腹拱） 。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形，可说应有尽有。孔数上有单孔与多孔，多孔以奇数为多，偶数较少，多孔拱桥，如果当某孔主拱受荷时，能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去，这样的拱桥称为连续拱桥，简称连拱；江浙水乡的三、五、七、九孔石拱桥，一般是中孔最大，两边孔径依次按比例递减，桥墩狭薄轻巧，具有划一格局，令人钦佩。由于桥孔搭配适宜，全桥协调匀称，自然落坡既便于行人上下，又利于各类船只的航运。杭州市城北的拱辰桥是三孔的一例，建于明崇祯四年（1631 年） 。有的桥孔多达数十孔，甚至超过百孔，如 1979年发现的徐州景国桥，就有 104孔，估计它是明清桥梁。多跨拱桥又有连续拱和固端拱，6固端拱采用厚大桥墩，在华北、西南、华中、华东等地都可见到，连续拱只见于江南水乡。按建拱的材料分有石拱、木拱、砖拱、竹拱和砖石混合拱。以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20 世纪得到迅速发展,50 年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。拱桥是我国最常用的一种桥梁型式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠，特别是公路桥梁，据不完全统计，我国的公路桥中 7%为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥以石料为主。建于公元 1990年，跨径120m的湖南乌巢河大桥，是当今世界跨径第一的石拱桥。我国建造的钢筋混凝土拱桥的形式更是繁花似锦，式样之多当属世界之最，其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等，它们大多数是上承式桥梁，桥面宽敞，造价低廉。箱形拱主要用于大跨径。四川涪陵乌江大桥，跨径 200米，是我国已建成的最大跨径的箱形拱，跨径 420米的万县长江大桥正在设计中，它将是世界最大跨径的钢筋混凝土拱桥。双曲拱是我国首创并不断改进的一种新型钢筋混凝土拱桥，它发源于江苏无锡，遍步各地，最大跨径当推河南前河大桥，跨径 150米；桁架拱是在软土地基上为了减轻自重、改善拱上建筑与主拱圈共同作用，藉桁架原理逐步发展起来的一种轻型钢筋混凝土拱桥，适用于中小跨径桥梁。当采用了预应力措施和悬臂拼装的方法，就形成一种悬臂组合桁架拱桥，正在建造的贵州江界河大桥，主跨330米，是国内最大跨径的在建拱桥。四川宜宾小南门大桥为跨径 240米的中承式肋拱，是我国该种桥型的最大跨径。刚架拱桥是从简化拱上建筑着眼，利用斜撑将7桥面最不利荷载位置的荷载传至拱脚，以改善主拱的受力，在江苏无锡建成了跨越大运河的三座跨径 100米的钢筋混凝土刚架拱。在我国也建有一定数量的下承式钢筋混凝土肋拱，其中有的是系杆拱或刚拱刚梁组合拱，后者是跨径 100m米的中承式无铰拱；我国还修建了一些钢拱桥及斜腿刚架桥。我国在建造钢筋混凝土拱桥的实践中进行了拱轴线优化，混凝土徐变对混凝土拱内力重分布影响、连拱计算、拱桥荷载横向分布、各种形式拱桥的设计计算理论的创立与完善、组合装配式混凝土拱桥的施工控制等研究。为了适应在软土地基上建造混凝土拱桥，提出了组合桥台形式与其计算理论。在拱桥施工方法上也有所创新：如中小跨径拱桥以预制拱肋为拱架，少支架施工为主，或采用悬砌方法；大跨径拱桥则采取纵向分条，横向分段，预制拱肋，无支架吊装，组合拼装与现浇相组合的施工方法；此外，在采用无支架转体施工方法建造拱桥方面也有不少成功的经验赵州桥中国现存最早，并且保存良好的是隋代赵州安济桥，又称赵州桥。桥为敞间圆弧石拱，拱券并列 28道，净跨 37.02米，矢高 7.23米，上狭下宽总宽 9米。主拱券等厚 1.03米，主拱券上有护拱石。在主拱券上两侧，各开两个净跨分别为 3.8米和 2.85米的小拱，以宣泄拱水，减轻自重。桥面呈弧形，栏槛望柱，雕刻着龙兽，神采飞扬。桥史建于隋.开皇十五年（公元 595年） ， 完工于隋.大业元年（公元 605年） ，距今已有 1387年。安济桥制作精良，结构独创，造型匀称美丽，雕刻细致生动，列代都予重视和保护，1991年列为世界文化遗产。中国石拱因南北河道性质及陆上运输工具不同，所以改造不同。北方大多为平桥（或平坡桥），实腹厚墩厚拱。南方水网地区则为驼峰式薄墩薄拱卢沟桥北京宛平卢沟桥在北京广安门外 30里，跨永定河。桥始建于金.大定二十八年（公元 1188年） ，完工于金.明昌三年（公元 1192年） 。桥全长 212.2米，共 11孔，净跨不等，自 11.4米至 13.45米，桥宽 9.3米。墩宽自 6.5米至 7.9米。拱券接近半圆形。桥墩迎水面有尖端镶有三角铁柱的分水尖，背水面为削角方形。桥面上石栏杆共 269间，各望柱头上，雕刻有石狮。金代原物简单统一，自后历朝改换，制作精良，石狮形态各异，且有诸多小狮，怀抱背负，足抚口噙，趣味横生。桥上及华表柱上等的石狮子，已成为鉴赏重点，亦是统一变化的美学原则的具体应用。卢沟桥早已列为全国文物保护单位。枫桥南方江浙一带水网地区，以周行为主。潮汐河流，软土地基，因此即使是石拱桥亦尽量减轻重量建造为薄墩薄拱。桥孔自单孔多到 85孔（江苏吴江垂虹桥，已塌，尚存残孔 8孔） 。薄拱的拱厚最小仅拱跨的 1/66.7，而一般拱厚则为 1/20左右。唐.张继枫桥夜泊名诗中的现存枫桥8（清代建）也是薄拱。薄墩之薄，相邻两拱券拱石相接，特别是三拱薄墩桥，中孔大、边孔小，两岸以踏步上桥。桥成驼峰形，造型美观。如浙江杭州拱宸桥，创建于明.崇祯四年（公元 1631年） ，清.光绪十一年（公元 1885年）重建。中孔净跨 15.8米，两边孔各为 11.9米。拱券石厚 30厘米，为拱跨的 1/52.7和 1/39.7。中墩厚约 1米，合大孔的 1/15.8。现存最长的多孔薄拱薄墩连拱为江苏苏州宝带桥桥始建于唐，历代多次重修，现存桥共计 53孔，全长 316.8米，中间有 3孔隆起以通船只，桥宽 4.1米。桥头建有石狮、石亭、石塔。 五亭桥中国古典园林中亦常见石拱桥，既起交通引路作用，更与园林景色有机结合，或是主景，或是衬景。如扬州瘦西湖中的，就是佳作。. 虹桥中国的木拱桥肇始自宋。宋代.张择端的清明上河图 ，在画面高峰处有都城汴京（现河南开封）跨汴水的一座木拱桥，名为虹桥。为了漕运，水中无桥墩，桥采用了宋.明道年间（公元 1032至 1033年）有一守卒子发明的贯木架桥，即大木穿插叠架为木拱。虹桥桥跨约 18.5米，拱矢 约 4.2米，桥面总宽 9.6米。桥毁于金元之际，几百年来一直认为已是绝唱。近十多年来调查研究发现，随着北宋南迁，在今浙江、福建山区中有数十座古木拱桥，结构与虹桥相类似且有所改进，桥跨增加到 35米左右。如浙江云和梅崇桥，桥建于清.嘉庆七年（公元 1802年） 。又如浙江泰顺县的泗溪溪东桥。桥长 41.7米，跨径 25.7米，矢 高 5.85米，桥宽4.86米。桥上建有美丽的廊屋，为了保护木料，两侧钉有蓑衣式木板。桥始建于明.隆庆四年（公元 1570年） 。泰顺县的叶树阳桥竟存世 511年。虹桥等木拱结构为中国所独创，尚有其他别致的结构形式的竹木拱桥，亦与世界同类桥梁有异。1.2 设计资料1.设计依据(1) 大庆市市政环城公路桥梁设计函；2.主要技术标准(1)公路等级：城 A级；(2)车道数：双向八车道；(3)设计行车速度：80km/h；(4)设计荷载：公路 I级；人群荷载：3.5 kN/；(5)桥面横坡：行车道91.5%人字形双面坡，人行道 1%向内单面坡；设计使用年限：设计基准期为 100年。桥梁结构设计方案比选3.设计标准及要求、设计荷载：城 A级，双向八车道；1、设计车速：80km/h；2、桥面净宽： 3.75m（行车道）8 =30m，主桥两侧还有 4m宽的人行道；3、桥面纵坡：纵坡 1%-2%，横坡 2%； 44.地质情况 场地地质情况自上而下依次为层淤泥、层亚粘土、层粉砂、1 淤泥质粘土及2 亚粘土为新近沉积土，岩性不均匀，地基承载力低，压缩性大，工程特性较差；层亚粘土、层粘土，厚度较大，地基承载力较大，压缩性较小，但埋藏深度较大；层细砂、层中砂，分布较稳定，密实度高，地基承载力较高，但成分不太均匀；层强（弱）风化花岗岩，风化呈砂土状、碎石、碎块状，岩性不均匀，工程特性不很稳定；层微风化花岗岩，岩石强度高，属坚硬岩，岩体较完整，但局部岩体风化裂隙较多，工程特性总体上好。5气象水文本区属季风暖温半湿润气候和季风副热带湿润气候的过渡带，具明显的季节性特征，无霜期较长。区内多年平均气温在 12.9C17C，最热多在 78 月份，平均气温 为 28.1C，极端最高气温达 41C；最低气温多出现在 1 月份，极端最低气温为-19.4C。区内雨量充沛，多年平均降雨量在 878.51029mm，降水量年际变化较大，降水在全年中亦分配不均匀，69 月份降水量最大，约占全年降水量的60%，11 月至次年 2 月降水量最少，约占全年降水量的 10%。多年平均蒸发量为11211633.4mm，58 月份受高温影响，蒸发力最强，约占全年蒸发量的 53%。无霜期为 213230 天。区内降水具有降水量大，降水延续时间长，短时间降水强度大等特征。主汛期一般在 69 月份，洪峰多出现在 78 月份。106.收集的资料及主要参考文献(1) 叶见曙.结构设计原理.北京：人民交通出版社，2004(4) 汪莲.桥梁工程.合肥：合肥工大出版社，2004(5) 邵旭东.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2004(6) 凌治平、易经武.基础工程.北京:人民交通出版社,2004(7) 中华人民共和国交通部.公路工程技术标准 （JTG B01-2003）.北京：人民交通出版社，2003 (8) 中华人民共和国交通部.公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社，200411第二章 方案比选2.1 桥型选取的原则(1)符合交通发展规划，满足交通功能需要及通航要求；(2)桥梁结构造型简洁，轻巧；(3)设计方案力求结构新颖，尽量采用具有特色的新结构，又要保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。2.2 方案介绍方案 1 刚架桥:刚架桥由于桥跨结构和墩台刚性相连, 将在主梁端部产生负弯矩, 并传递给墩台, 因而跨中截面高度较梁桥更小, 外观纤细、桥下静空大, 造价经济。适宜于高速公路上跨天桥的刚架桥一般采用斜腿刚构型式 , 主梁截面选择与梁桥相同。方案 2 梁桥:梁桥适宜用作任何地形的上跨天桥桥型, 按跨径(一般为两跨或三跨)、截面(箱梁、T 梁、空心板、等截面、变截面等)、墩台型式(薄壁墩台、圆形墩、倒 Y 型墩、U 型台、组合式台等) 的不同组合可形成不同型式 连续梁桥资料表 3-1 连续梁桥部分参数截面（cm）桥名 跨径布置(m) 边中跨比 形式 顶板厚 腹板厚 底板厚南京长江二桥北汊桥 90+3165+90 0.545两单箱室 28 40-90 32-140广湛高速九江大桥100+50+5165+100+50 0.625两单室箱 28 40-90 32-140云南六库大桥 85+154+85 0.552单室箱 18-43 44 30-12012荆州三八洲桥100+6150+100 0.667两单室箱 18-43 40-70 32-115湖南白沙大桥 90+150+90 0.6单室箱 18-43 40-70 28-100肇庆西江大桥 87+4136+87 0.640单室箱 25 50 65 75 30-100常德沅大桥 84+3120+84 0.7单室箱 30 46-68 30-85连续梁桥施工技术成熟可靠，理论成熟，是较早的桥梁形式。梁体连续,行车平顺，墩、梁分离，温度引起的次内力较小。与刚构桥相比，连续梁桥对基础要求较低，适合各种地基。主梁大都采用不等跨变截面布置，以适应内力的变化。主梁底部的线性按等载强比原则选定线形，与变截面连续梁桥相类似。对于多于两跨的连续梁桥的边主跨比一般在 0.6-0.8之间，当采用箱型截面的三跨连续梁时，边孔跨径甚至可以减少至中孔的 0.5-0.7倍。有时为满足城市桥梁或跨线桥的交通要求而需加大中跨跨径时，也可将边主跨比定在 0.5倍以下，此时需注意端支点负反力。主梁一般采用箱形截面，跟部截面的高跨比一般为 1/16-1/18，跨中截面一般为 1/1.5-1/2.5。方案 3 斜拉桥构造特点：由塔柱、主梁和斜拉索组成，属组合体系.塔支撑索；索将梁多点吊起。塔以受压为主;梁似多点弹性支承连续梁受力，压弯组合斜拉桥资料斜拉桥一般有两种布置方式：双塔三跨式和独塔斜拉式。表 3-2 斜拉桥部分参数桥名（双塔斜拉桥） 跨径布置（m） 边主跨比 主梁宽度（m）铜陵长江公路大桥 190+432+190 0.440 23武汉白沙荆州长江公路大桥 230+618+230 0.372 29南京长江二桥南汊桥 305+628+305 0.486 33.6日本多多罗大桥 270+890+320 0.303 30.613斜拉桥的边主跨比与斜拉桥的整体刚度端锚索的应力变幅有很大关系。就双塔式而言，对于活载比重较小的桥梁，合理的边主跨比一般为 0.4-0.45，对于活载比重较大桥梁，边主跨比宜为 0.20-0.25，同样道理，钢斜拉桥边跨应比相同跨径混凝土斜拉桥的跨径小。表 3-2中列出了部分双塔斜拉桥参数。塔的高度决定着整个桥梁的刚度和经济性。双塔三跨式的高跨比一般为 1/4-1/7，独塔双跨式一般为 1/2.7-1/4.7。索面位置一般有三种：单索面、竖向双索面、斜向双索面。索面形状一般有：辐射式、竖琴式、扇形。主梁的高跨比的正常范围：对于双索面情形：1/100-1/150；对于单索面情形：1/50-1/100，且宽跨比不宜小于 1/10。方案 4 悬索桥构造特点：由悬挂在两边塔柱上的强大缆索作为主要承重结构.吊杆将桥面系竖向荷载传与主缆，使主缆受很大拉力；受拉主缆固定于巨大的锚碇中； 塔以受压为主；梁似多点弹性支承连续梁受力，受弯.悬索桥又分为地锚史悬索桥、自锚式悬索桥单塔双索面斜拉桥总体布置 20m40m60m，边主跨比为 20/400.5 如图 3-1。索塔桥面以上高度 20m，桥面以上有效高度与跨径之比为 1/3。由于河床高差不明显，地质条件良好，岩层较浅，可以考虑采用独塔双索面斜拉桥方案。该方案采用塔梁墩固结体系，本方案采用 H形混凝土塔。、主梁 1主梁采用肋板式主梁，梁高为 2m，顶宽 1.5m，底宽 1.92m，桥面板做成 2%的双向横坡，全宽 18.5m。板厚 0.32m，高跨比为 1/90。梁上索距边跨为 5.5m，中跨为 8m，每 8m节段设一横梁。、斜拉索 2斜拉索采用直径为 7mm的低松弛高强平行镀锌钢丝束。斜拉索外层防护采用热挤双层 PE防护套。边跨斜拉索标准间距为 4m，中跨斜拉索标准间距为 5m，横向间14距为 17m。主塔两侧斜拉索的设计以避免产生较大的塔身弯矩为原则。斜拉索两端用冷铸分别锚固于索塔和主梁上。、塔柱 3考虑塔柱受力及施工方面的因素，拟定的断面尺寸如下：采用 H形塔，桥面以上塔高 20m，高跨比 0.33，顺桥向塔身宽 4m，横桥向塔柱宽为 2m。塔截面为空心截面，壁厚顺桥向 1.00m，横桥向 0.5m，索塔内壁采用 10mm厚的钢板护壁，底部实心段高度为 2m，上横梁以上为斜拉索锚固区。采用环向预应力混凝土结构。斜拉索在塔上间距均为 1.2m，为避免斜拉索产生塔内截面附加弯矩，边中跨斜拉索在塔柱上的锚固点高度按照斜拉索与塔内壁交点对齐的原则确定。上下横梁均为单箱单室断面。上横梁长度为 13m，断面尺寸为 5m（宽）4m（高） ，壁厚为 0.6m；下横梁长度为 18.5m，断面尺寸为 5m（宽）4m（高） ，壁厚 0.8m，下横梁设主梁支座。上、下横梁皆为预应力混凝土结构。方案 5 拱桥:拱桥适宜用作挖方地段的上跨天桥桥型, 按桥跨结构(上承式、中承式、下承式)、拱肋型式、拱轴系数、矢跨比的不同, 拱桥的变化较之于梁桥更加丰富多彩, 如板肋拱、刚架拱、坡拱、中承拱、礼帽拱、提篮拱等。而拱桥桥型本身具有的曲线美, 能够与周围环境优美地结合。在具体的设计中, 采用何种型式, 可根据实际情况选用。拱桥在跨径方面, 一跨过路已经足够。桥台宜埋置在路堑边坡内, 其外侧与边坡浑然一体。拱肋一般采用等截面抛物线无铰拱肋,拱轴系数、矢跨比可根据常规确定。下承式钢筋混凝土拱桥、总体布置，见图纸。 1、方案构思 2拱桥是一种理想的充分发挥材料受压性能的桥型，本次所要设计拱桥的桥位处河道属于宽浅式河道，做成上承式拱桥桥面标高很大，因而考虑采用下承式拱桥。本方案采用下承式三榀钢筋混凝土拱肋拱桥，主跨 60m。桥曲线线形优美，给人以遐想的空间。具体到每部桥型时，桥底标高再在这个基础上提高高度。15、桥面净宽 3由前可知，桥面净宽为 30m0+4m2=38m。、主拱拱肋 4主拱拱肋采用下承式抛物线无铰拱，计算跨径 60 m，计算矢高 15 m，矢跨比1/4，两边的拱肋截面为高 150cm,宽 100cm的钢筋混凝土截面。中间拱肋为宽120cm,高 180cm。相邻拱肋中心距为 18.5 m，共设 12组“K”字横撑，每道横撑均为直径 1m壁厚 15mm钢管构成。、横梁及桥面板 5横梁计算跨径 18.5m，宽 80cm，梁高 100cm。桥面板：桥面板采用预制矩形板，板厚 20cm。、系杆及吊杆 6采用 OVMXG15-37钢铰线拉索体系，byR=1860MPa，系杆外包双层热挤塑护套。为了能快捷施工、方便换索、准确定位及可靠运营，设计了带简易滑动轴承的系杆支承架。吊杆标准间距为 6.0m，采用镀锌高强低松驰 s7 钢丝束，byR=1860MPa。采用PE防护，采用加装有位移释放装置的 OVM-LZM型冷铸镦头锚，分别锚于主拱拱肋的钢管顶部和纵梁的下翼缘。、桥墩设计 7拱桥边墩：每墩采用两个 300cm200cm方柱墩，墩顶通过单向活动盆式橡胶支座与边拱拱肋相连。拱桥拱座：为了承受边拱、主拱产生的巨大支反力，拱座采用了实体式钢筋混凝土墩块，边拱拱肋、主拱拱肋最后均与拱座形成完全固端的关系。拱座为大体积混凝土工程，施工时应采取可靠措施防止水化热的危害，防止拱座块体内外温度差过大。、基础设计 8大桥边墩桩基础按钻孔灌注嵌岩壮设计，每墩为 6根 D280cm桩基，拱座采用群桩基础，承台横桥向 38 m，顺桥向 14 m，13 根 D280cm桩基。、引桥设计 9引桥方案同方案，采用先简支后连续预应力混凝土简支 T形梁桥。162.3 方案比选方案 1适宜于高速公路上跨天桥，作为城市主干道不适合；方案 2 为大跨度连续梁桥，技术成熟，造价低，视野开阔，且适应性好。大跨度施工周期长。但是本桥跨径才为 60m，发挥不了连续梁桥的大跨度性能，所以也不适合；方案 3造形美观,外形上令人赏心悦目,采用单塔斜拉充分利用了当地地质特点，与周边环境协调一致。主桥边主跨主次分明，与引桥形式搭配合适，但技术难度大，本桥跨径小，也不适； 方案 4理由同方案 3一样不适合本桥；方案 5采用一跨越江的下承式钢管混凝土拱桥桥方案,造型美观,气势宏伟,虽然施工难度大、造价较高。使用期间养护维修工作较量大，但工期较短，又能体现一个城市的经济文化气质。 经技术经济比较和详细的概算之后，最终确定方案为：方案 5 下承式钢管混凝土拱桥梁桥。 第三章 主要材料1、拱肋混凝土：C50 混凝土；2、纵梁混凝土：C50 混凝土；4、横梁：C50 混凝土；4、桥面板：C50 微膨胀混凝土；5、桥面铺装：C40 防水混凝土；6、台身及背墙：C40 混凝土；7、承台：C40 混凝土；8、桩基：C25 水下混凝土 ；1710、拱肋风撑：Q445 钢材。11、吊杆采用钢绞线，参数为： 弹性模量=1.95e+011;泊松比 =0,4;重度=7800kg/m。12、预应力钢筋：纵梁及横梁采用 Ryb=1860MPa、符合符合 ASTMA416标准要求的 j15.24mm 的钢绞线，钢绞线弹性模量 Ey=1.95105MPa，配以相应规格的OVM锚具，金属波纹管成孔；14、普通钢筋：级钢筋，级钢筋。第四章 钢筋混凝土拱桥的主体结构设计4.1 桥型与孔跨布置本次施工图设计采用一孔计算跨径为 60.00m的下承式钢管混凝土简支系杆拱桥，桥全长 60m (台尾台尾)。桥面净宽：4m(人行道) +4.758m(双向四车道) =48.0m。桥面纵坡：纵坡 1%-2%，横坡 2%；荷载标准：城 A级；设计使用年限：设计基准期为 100年。184.2 主要技术标准及设计采用规范4.2.1主要技术标准(1)道路等级：城 A级；(2)车道数：双向八车道；(4)设计行车速度：80km/h；(4)设计荷载：人群荷载：3.5 kN/；(5)桥面横坡：行车道 1.5%人字形双面坡，人行道 1%向内单面坡。4.2.2设计采用参考资料及规范(1) 叶见曙.结构设计原理.北京：人民交通出版社，2004(4) 汪莲.桥梁工程.合肥：合肥工大出版社，2004(5) 邵旭东.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2004(6) 凌治平、易经武.基础工程.北京:人民交通出版社,2004(7) 中华人民共和国交通部.公路工程技术标准 （JTG B01-2004）.北京：人民交通出版社，2004 (8) 中华人民共和国交通部.公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社，20044.3 桥梁结构设计说明4.3.1上部结构设计说明本桥结构形式为 Lp=60.0m下承式钢筋混凝土简支系杆拱桥。拱肋的理论计算跨径为 60.0m，计算矢高 15.0m，矢跨比 1/4，理论拱轴线方程为：Y=-1x/60 + X (坐标原点为理论起拱点)。桥面结构采用纵横梁体系、整体桥面板，以提高结构的整体刚度。主要结构构造如下：1、拱肋及风撑全桥共设三榀钢管混凝土拱，拱肋截面为矩形截面，高 150cm，宽 100cm，拱肋与加劲纵梁固接，每两榀拱肋横向间距为 18.5m，在拱肋设置两道混凝土 X形风撑和 1道直撑，风撑截面为钢管截面，直径 1m,壁厚 15mm。 2、吊杆每榀拱肋设 11根厂制吊杆，吊杆间距为 5.0m。吊杆采用钢绞线，参数为： 弹性模量=1.95e+011;泊松比 =0,4;重度 =7800kg/m。193.纵梁及横梁纵梁采用钢筋混凝土结构，其截面为矩形实体截面，本结构采用三榀纵梁，两边纵梁高 150cm，宽 100cm，中间纵梁高 180cm,宽 120cm。预应力钢束采用符合 ASTMA416标准要求的 j15.24mm 高强度低松弛钢绞线，标准强度 Ryb=1860MPa。配套锚具采用 OVM锚具，金属波纹管成孔。全桥共设 11道混凝土矩形横梁。横梁高 100cm，宽 80cm。4、桥面板：桥面板采用预制矩形板，板厚 20cm。4.3.2下部结构和设计说明本桥下部结构桥台采用一字形桥台，台身厚 100cm，桥台基础采用 140cm 钻孔灌注桩基础，钢筋混凝土承台厚度为 400cm，桩基按端承桩设计。台后接路基挡墙，挡墙采用明挖基础。4.4 桥面工程及其它1、桥面铺装及桥面排水机动车道与非机动车道桥面铺装均采用 8cm厚 C50钢筋混凝土+2cm 厚沥青混凝土铺装；1。2、人行道板、路缘石及栏杆人行道板采用 8cmC40钢筋混凝土板，上设 2cm厚水泥砂浆压花抹面；路缘石采用现浇 C40钢筋混凝土路缘石；人行道栏杆采用外表豪华、强度高、价格低的碳素钢复合钢管。4、伸缩缝在桥台处各设一道 D80型伸缩缝，全桥共设 2道。4、支座本桥支座采用转动性能好、承载力高、寿命长的盆式橡胶支座。0 号桥台设置1个 GPZ()27.5DX 型支座（横向活动，纵向固定）和 1个 GPZ()27.5GD 型支座（纵、横向固定） ， 1号桥台 1个 GPZ()27.5DX 型盆式橡胶支座（纵向活动，横向固定）和 1个 GPZ()27.5SX 型盆式橡胶支座（纵、横向活动） 。204.5 桥梁结构分析方法4.5.1计算采用程序结构静力计算按空间有限元的方法进行, 动力及稳定性分析按空间有限元的方法进行计算， 采用MIDAS Civil结构分析程序计算。4.5.2荷载内力组合1、正常使用阶段组合 I：一期恒载+二期恒载+砼收缩徐变+预加应力+汽车荷载（含冲击力）+人群荷载。组合：一期恒载+二期恒载+砼收缩徐变+预加应力+汽车荷载（含冲击力）+人群荷载+均匀升降温。2、施工阶段按公路桥规荷载组合进行。第五章.上部结构计算5.1 桥梁的总体布置本设计为单孔计算跨径为 60.0m的刚性杆系刚性拱的下承式钢筋混凝土拱桥。215.2 行车道板自重计算1、行车道板支承的长边 18.5m，支承的短边长 5m，两者之比为 3.1，大于 2，可按单向板计算。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范的规定，板的计算跨径一般取两支承中心间的距离，但位于梁肋间的板，其计算跨径为：计算弯矩时：L=L0+t，但不大于 L0+b；计算剪力时：L= L0；式中：L0 为板的净跨径，t 为板的厚度，b 为梁肋的宽度。对于本桥的行车道板，t=0.20m。所以：计算弯矩时其计算跨径为：L=5+0.4=5.40m；计算剪力时其计算跨径：L=5.00m；取计算跨径：l=5.00m；桥面净宽为 40.0m；桥面全宽为 48m；净跨径：l=5.00-0.42=4.68；板厚：t=0.4m；板总长：L=5.00+0.42=5.42m；设计环境：环境类别为 I类；2、单位面积上的荷载集度：在行车道部分设置 1.5%的双向横坡，平均铺装层厚度为 0.09m。q铺=110.08260.021124=2.54kN/；q护栏=4.0kN/；q人行道板=0.5 kN/m；人群荷载化为全桥面均布荷载，q 人群荷载=4.54/19=0.74Kn/m。5.3 作用组合承载力极限组合=1.200 x 自重+ 0.800 x 人行道 + 1.400 x 车道荷载长期组合=1.000 x 自重+ 0.800 x 人行道 + 0.400 x 车辆荷载短期期组合=1.000 x 自重+ 0.800 x 人行道 + 0.700 x 车辆荷载225.4 拱肋和纵梁的计算5.4.1作用组合计算1、作用荷载组合：组合=1.200 x 自重+ 0.800 x 人行道 + 1.400 x 车道荷载桥梁的结构计算采用车道荷载基本组合，局部计算采用车辆荷载基本组合。5.4.2最不利工况内力分析1、拱肋、纵梁的轴力 （见图 5-1，5-2）图 5-1两边拱肋、纵梁的轴力图图 5-2中间拱肋、纵梁的轴力图 2、拱肋、纵梁的弯矩（见图 5-3，5-4）23图 5-3两边拱肋、纵梁的弯矩图图 5-4中间拱肋、纵梁的弯矩图4、肋、纵梁的截面最大剪力（见图 5-5）图 5-5 肋、纵梁的截面最大剪力图根据最大组合所计算出的控制截面内力:241、C50 纵梁为为拉弯构件，最大应力为拉应力为 1.68Pa最小配筋率 min，满足要求。已知钢筋面积 As25746 mm选择双层配筋，一层 16 32，总配筋面积 25746 mm。SA2、单筋-矩形截面-截面复核计算书(1)、计算过程:截面有效高度 h0ha1745.0（mm）配筋率计算:配筋率 As（bh0）1.19（%）最小配筋率 min0.45ftfy0.28（%）规范要求最小配筋率 min0.20（%）相对受压区高度计算:相对受压区高度 fy（1fc）0.048相对界限受压区高度 b0.560(2)、计算结果:配筋率 最小配筋率 min，构件安全。因为 b，最大承载弯矩为: 10694.4（kNm） ，构件安全。210(1.5)cufbhM中间纵梁整个配筋为上层 4根 12 的架立筋，下层布置 32 根 32 的受力筋，每层 16 根，两边各 6 根 12 的腰筋。a32+32+16=80mm3、两边纵梁受弯配筋计算书27(1)、设计要求:结构安全等级:二级混凝土强度等级:C50钢筋等级:HRB335弯矩 M1109（kNm）矩形截面宽度 b1000（mm）矩形截面高度 h1500（mm）保护层 假设为 a65.0（mm）采用绑扎钢筋骨架(2)、计算参数:根据设计要求查规范得:重要性系数 01.0混凝土 C50的参数为:系数 11.000系数 10.800混凝土轴心抗压强度设计值 fc22.4（ ）2mN混凝土轴心抗拉强度设计值 ft1.84（ ）正截面混凝土极限压应变 cu0.00440钢筋 HRB445的参数为:普通钢筋抗拉强度设计值 fy280（ ）2mN普通钢筋弹性模量 Es2.0100000( ）(4)、计算过程:截面有效高度 h0ha1445.0（mm）相对受压区高度计算:采用绑扎钢筋骨架，由 得0(/2)cdMbxf1109e+006=22.41000x(1435-x/2)28解方程的 x=45mm相对界限受压区高度 b0.560因为 xb =971mm，满足要求。0h配筋面积计算:=22.4100045/280=2800mmcdSsbxfAa=42+16=48mm,取为 65mm选择单层配筋，一层 4 42，总配筋面积 4217 mmSA最小配筋率 min0.45ftfy0.28（%）规范要求最小配筋率 min0.20（%）配筋率 As（bh0）0.218（%）(4)、计算结果:配筋率 最小配筋率 min，满足要求。选择单层配筋，一层 4 32，总配筋面积 4217 mmSA4、单筋-矩形截面-截面复核计算书(1)、计算过程:截面有效高度 h0ha1445.0（mm）配筋率计算:配筋率 As（bh0）0.218（%）规范要求最小配筋率 min0.20（%）相对受压区高度计算:相对受压区高度 fy（1fc）0.048相对界限受压区高度 b0.560(2)、计算结果:配筋率 最小配筋率 min，构件安全。因为 b，最大承载弯矩为: 291109（kNm） ，构件安全。210(1.5)cufbhM边纵梁整个配筋为上层 4根 12 的架立筋，下层 4 根 32 的受力筋，两边各4 根 12 的腰筋。a32+16=48mm,取为 65mm5.4.4 拱肋受弯配筋计算书1.两边拱肋受弯配筋计算书拱肋有异号弯矩，所以上下截面都要配筋。a.边拱肋下边配筋(1)、设计要求:结构安全等级:二级混凝土强度等级:C50钢筋等级:HRB335弯矩 M2135（kNm）矩形截面宽度 b1000（mm）矩形截面高度 h1500（mm）保护层 假设为 a65.0（mm）采用焊接钢筋骨架(2)、计算参数:根据设计要求查规范得:重要性系数 01.0混凝土 C50的参数为:系数 11.000系数 10.800混凝土轴心抗压强度设计值 fc22.4（ ）2mN混凝土轴心抗拉强度设计值 ft1.84（ ）正截面混凝土极限压应变 cu0.0044030钢筋 HRB445的参数为:普通钢筋抗拉强度设计值 fy280（ ）2mN普通钢筋弹性模量 Es2.0100000( ）(4)、计算过程:截面有效高度 h0ha1445.0（mm）相对受压区高度计算:采用绑扎钢筋骨架，由 得0(/2)cdMbxf2135e+006=22.41000x(1435-x/2)解方程的 x=68mm相对界限受压区高度 b0.560因为 xb =803mm，满足要求。0h配筋面积计算:=22.4100068/280=5440mmcdSsbxfAa=42+16=48mm,取为 65mm选择单层配筋，一层 7 32，总配筋面积 5630 mmSA最小配筋率 min0.45ftfy0.28（%）规范要求最小配筋率 min0.20（%）配筋率 As（bh0）0.39（%）(4)、计算结果:配筋率 最小配筋率 min，满足要求。选择单层配筋，一层 7 32，总配筋面积 5630 mmSAb、单筋-矩形截面-截面复核计算书(1)、计算过程:截面有效高度 h0ha1435.0（mm）31配筋率计算:配筋率 As（bh0）0.218（%）规范要求最小配筋率 min0.20（%）相对受压区高度计算:相对受压区高度 fy（1fc）0.048相对界限受压区高度 b0.560(2)、计算结果:配筋率 最小配筋率 min，构件安全。因为 b，最大承载弯矩为: 2135（kNm） ，构件安全。210(1.5)cufbhMc.边拱肋上边配筋(1)、设计要求:结构安全等级:二级混凝土强度等级:C50钢筋等级:HRB335弯矩 M772（kNm）矩形截面宽度 b1000（mm）矩形截面高度 h1500（mm）保护层
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