长安大学拱桥课程设计

桥梁工程拱形课程设计学院：道路学院班级：桥梁工程学号：名字：指导老师：2014账单是用office2010写的。 要利用里面的表和公式，请安装office2010。等截面悬垂线混凝土空腹式箱形拱桥设计一、设计资料和基本数据1.1设计标准(1)设计负荷：道路-I级、人群负荷(2)桥梁宽度： 1.5m人行道8m行驶车道1.5m人行道=11m(3)网络路径：(4)网矢量交叉比：网矢量高(5)闭合温度、最高月平均温度、最低月平均温度1.2主要部件的材料及其参数(1)桥面铺装8cm钢筋混凝土()6cm沥青混凝土()(2)圆顶填土材料容积重(3)拱桥上的简支梁用C30钢筋混凝土(4)拱桥上桥墩是C30钢筋混凝土的矩形截面墩(5)圆顶填土包括桥面的平均高度(6)主拱桥为C40钢筋混凝土箱形截面1.3设计依据1、交通部标准公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）；2 .交通部标准公路圬工桥涵设计规范JTG D61-20053 .交通部标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D6020044. 公路设计手册拱桥 (上卷、下卷)简称“拱桥”。二、主拱截面的几何要素计算2.1主拱截面设计(1)拱形截面高度用经验式估计(2)拱形预定采用7个1.4m的拱形箱，全宽、拱形横截面的尺寸构造(取一半)如下图所示图2.1主拱横截面尺寸(cm )(3)箱形拱桥截面几何性质：主拱截面整体面积如下箱子底部周围的面积力矩如下所示主拱截面的重心轴如下相对于主拱截面重心轴的惯性力矩：围绕主拱截面中心轴的旋转半径：三、确定拱形系数3.1上部结构的配置上部结构的布局如下图所示图3.1上部结构尺寸(单位：厘米)3.1.1主拱假设，相应地查拱桥 (上卷)表(iii)-20(1)的结果：主拱的计算跨度和计算矢量高度：拱形截面的水平投影和垂直投影：将拱轴沿跨度分成24等分，各等分长度，各等分点的拱轴的纵轴(其中(iii)-1调查)，对应的拱背曲面坐标，拱腹曲面坐标。 具体数值如下表所示表3.1主拱几何特性表截面编号035.3796110.10310.862480.86960.86969.233610.9727132.43130.8366768.45310.882340.85000.85007.60309.3031229.48300.6887596.95860.901130.83230.83236.12637.7909326.53470.55559155.61650.918680.81640.81644.80016.4329423.58640.4378464.42360.934850.80230.80233.62145.2259520.63810.33482863.37730.9496500.78990.78992.58744.1672617.68980.2450002.47530.962500.77920.77921.69603.2545714.74150.1697881.71540.9776710.77020.77020.94512.4856811.79320.1084811.09600.983050.76290.76290.33311.858998.84490.0609410.61570.990410.75730.7573-0.14161.3730105.89660.02740590.27340.995720.75320.7532-0.47981.0266112.94830.0067610.06830.998930.75080.7508-0.68250.81911200010.75000.7500-0.750.753.1.2拱形上腹孔配置从主拱的两端拱线向外延伸2.5m后，向中央对称地配置5孔简单支撑梁，简单支撑梁桥的板厚为41cm，位于宽50cm的混凝土列的腹孔脚支撑的宽60cm的钢筋混凝土复梁上，腹孔脚的复梁的顶部为主拱拱拱表3.2腹孔脚高度计算表项目一号信箱32.50.918610.52388.48970.53431.13388.0293二号信箱27.50.777280.44326.03920.44641.09515.5789三号信箱22.50.635960.36264.02100.36131.06333.5607四号信箱17.50.494640.28202.42200.27861.03811.9616空实腹段边界线12.50.353310.20141.23170.19771.01940.77143.2上部结构稳态载荷计算恒负荷计算首先将桥面系统换算成填充材料的厚度，在主拱、横隔板、拱上空腹段、拱上实腹端共计4个部分进行。3.2.1桥面系桥面系诸集度：换算成填料的平均厚度是3.2.2主拱3.2.3横隔板横隔板的设置由油箱肋的接头位置控制，定好接头位置后，必须按油箱肋的轴线等弧长配置横隔板。1 .确定油箱肋接头，设置横隔板a .决定接头的位置箱肋分三段吊闭，接头在箱肋自重作用下弯曲力矩值最小的反弯曲点附近，也就是说，这里的弧长应如下选择上式的值根据值从附表内的差算出。b .配置横向隔板横隔板沿箱肋中心轴均匀设置，隔开板间的间隔，中段箱肋设置11根横隔板，端横隔板至接头中心线的距离为0.3m，中段箱肋弧长的一半如下接头的位置正好在那里。端段箱肋弧长：如果在端段箱肋上设置10根横隔板，则端横隔板距拱形面的长度如下2 .横隔板和接头加强部分的重力横隔板的厚度均为0.06m。 靠在拱门上的一张是实心板，其馀的都是空心板。 接头部相邻的横隔板之间，以及从拱截面开始第一张横隔板之间的箱底板和两侧板都厚10cm。a .横隔板的重力通过CAD计算横隔板的面积和体积，乘以其容积重量得到空心板：实心板：b .中间磁头加强部c .拱形加固段d .各集中力作用线的横轴各集中力的作用线的横轴可以根据值从附表中调查值，从中求出。 的值和各集中力的配对和拱截面的手臂如下表所示表3.3横隔板的横轴和手臂的计算表集中力号码腕力一号2.580.0729234470.07292.579015.110832.8006二号5.160.1458468930.14575.154412.535430.2252三号7.740.218770340.21827.72039.969427.6592四号10.320.2916937860.290410.27487.415025.1048五号12.90.3646172330.362112.81214.877722.5675六日13.50.3815761740.378713.39934.290521.9803七人组16.080.454499620.449815.91321.776619.4663八号18.660.527423070.520118.400416.9792九日21.240.600346510.589720.862314.5173十日23.820.673269960.658423.293912.0857十一日26.40.746193410.726225.69209.6876十二日28.980.8191916850.793128.05827.321313日31.560.89204030.858930.38664.9930十四日34.140.964963750.923632.67672.7029十五日36.721.0372887190.987334.92990.4496零号000.00000.000017.689835.3796中继13.20.373096700.378713.39934.290521.9803拱桥加固段36.981.04520360.993635.15480.22483.2.4拱上空腹段1、填充剂和桥面系统的重力：2、复梁、底梁及各柱的重力各腹孔列式腿的横截面如下图所示图3.2腹孔列式脚的横截面图(单位： cm )用CAD进行面积和体积的计算，乘以腹孔脚的容积重而得到盖梁自重：梁的自重：一号立柱自重：二号立柱自重：三号立柱自重：四号立柱自重：3、传递到各立柱底部的力通过对各自的重量进行相应的重叠，集中载荷传递给各柱和空腹端接头如下一号信箱：二号信箱：三号信箱：四号信箱：实腹端接头部：3.2.5拱形上实腹部1、圆顶填充剂和桥面系重量2、悬挂曲线边三角形仪式中其重心距原点(圆顶)的水平距离：3.2.6拱系数的管理恒载荷作用下的截面和拱形截面的力矩如下表所示表3.4半拱稳态载荷在截面和拱截面上产生的力矩项目集中力号码重力(PS )断面拱形断面腕力力矩腕力力矩主拱6812.15288908.57117480.63横隔板及加强段空心板147.056399.09291778.89实心板11.1092.295625.50中继26.2714.5841120.428522.2739585.16拱形段23.7270.485411.523.52817.689862.4135.3796124.82把空腹挂在拱门上1097.36582.87963159.941029.97847.87968115.78974.478312.879612550.86930.50470.1898176.594717.879616637.02363.4755.18981886.35722.87968316.15实腹段1817.37511.439820790.3829.129652939.351144.06958.31279510.27426.002529748.6261742.26251411.47从上表可以看出，该值与0.245之差小于半阶段0.0025，因此上面制作的桥跨度结构形式的设计同轴系数四、拱的弹性中心及弹性压缩系数4.1弹性中心4.2弹性压缩系数五、主拱桥截面内力计算大跨度钢筋混凝土拱桥应控制圆顶、拱桥、拱桥等断面的内力。 本设计跨度小，所以只管理圆顶、拱、断面。5.1结构自重内力的计算在确定m系数时，实际上，选择的拱轴系数在“5点”上很难一致，对大跨度桥梁用“假载荷法”计算“5点”存在的偏差的影响。 用“假负荷法”计算了5点的偏差后，对应的三铰刀的定负荷压力线偏离5点以外选定的拱轴线。 大跨度没有铰链，这种偏移的影响很大，不能忽视。 让我们分别计算一下这两种偏差的影响。1 .计算用假负荷法求出m系数时“5