懸鏈線溷凝土空腹式箱形拱橋設(shè)計與計算

1、等截面懸鏈線混凝土空腹式箱形拱橋設(shè)計與計算目錄1 設(shè)計資料12 主拱圈截面幾何要素計算23 確定拱軸系數(shù)34 不計彈性壓縮的拱自重水平推力65 彈性中心位置、彈性壓縮系數(shù)和拱自重彈性壓縮水平推力66 自重效應(yīng)77 公路級汽車荷載效應(yīng)88 規(guī)范第條第1款拱的強(qiáng)度驗算用的人群荷載效應(yīng)139 溫度作用和混凝土收縮作用效應(yīng)1410 規(guī)范第條第2款拱的整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗算1611 拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗算用的荷載效應(yīng)1812 拱圈作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總1913 拱圈截面強(qiáng)度驗算2114 拱圈整體“強(qiáng)度穩(wěn)定”驗算2815 拱腳截面直接抗剪驗算291、 設(shè)計資料設(shè)計荷載：公路級，人群荷載2.9kN/m2橋面凈寬

2、：凈15m附22.5人行道m(xù)凈跨徑：=70m凈矢跨比：/=1/6主拱圈內(nèi)橫隔板重量按順橋向每延米給定：6.0 k/m拱圈材料重力密度：=25kN/參考文獻(xiàn)：公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004； 公路橋涵設(shè)計手冊，拱橋（上冊）（1994年）； 橋梁工程下冊； 有關(guān)拱橋設(shè)計圖紙。2主拱圈截面幾何要素計算1.主拱圈橫截面設(shè)計拱圈截面高度按經(jīng)驗公式估算 H = /100 + = 70/100 +0.7 = 1.4m拱圈由十一個各為1.5m寬的拱箱組成，全寬B0=16.5m2拱圈幾何力學(xué)性質(zhì)拱圈截面如圖1所示： 圖1 箱形拱截面（尺寸單位：）拱圈截面為C35混凝土與C35混凝土預(yù)制板的組合截面

3、。假定拱軸系數(shù)m=2.24,/f=0.22(為拱軸線1/4拱跨處坐標(biāo)，f為計算矢高)。拱軸線拱腳處切線與水平線交角=(4673.22/10001/6)=37.933°1994年手冊附表（-2）,sin=0.6145,cos=0.7889.由應(yīng)用軟件得箱形截面的幾何性質(zhì)：截面面積 A=10.428截面重心距底邊 =0.768m截面重心距頂邊 =1.4-0.768=0.632m截面對重心軸的慣性矩 I=2.521截面回轉(zhuǎn)半徑 i=0.4917m則：計算跨徑 =70.94m計算矢高 f=+(1-cos)=70/6+(1-0.7889)0.76=11.829m計算矢跨比 f/l=11.829

4、/70.94=0.16673拱軸線長度=1.0739470.94=76.185mv1見1994年手冊附表-8。拱圈幾何性質(zhì)見表1。3、確定拱軸系數(shù)拱軸系數(shù)按假定尺寸驗算，先假定拱的自重壓力線在拱跨1/4的縱坐標(biāo)與矢高f的比值/f.如該值與假定值0.22（m=2.24）符合，則可確定作為拱軸系數(shù)；否則，另行假定拱軸系數(shù)，直至驗算結(jié)果與假定相符。/f可按下式求得：/f=/式中：拱的自重作用下，半拱自重對拱跨1/4點的彎矩；：拱的自重作用下，半拱自重對拱腳的彎矩；計算見以下說明和圖2。 圖2 立墻布置圖（尺寸單位：m）1）立墻及以上結(jié)構(gòu)自重對1/4跨、拱腳的彎矩a）立墻位置按表1和圖2查取、計算，如

5、表2所示。表2立墻號距拱腳()位置(截面號之間)相應(yīng)()相應(yīng)距拱腳()相應(yīng)/cos()P16220#2#37801617859128868734709P212720#4#5478435981182314779689673P319220#6#7260217841773520691661651P425720#8#911296302364726603644638P532220#10#11278692955832514635633b)立墻處計算P1 =7801-(7801-6178)/(8868-5912)(6220-5912)= 7632 P2 =4784-(4784-3598)/(14779-11

6、823)(12720-11823)=4424 P3 =2602-(2602-1784)/(20691-17735)(19220-17735)= 2191 P4 =1129-(1129-630)/(26603-23467)(25720-23467)=771P5 =278-(278-69)/(32514-29558)(32220-29558)=90拱圈幾何性質(zhì)表 表1截面號/f(m)cos/cos (m)/cos (m)+/cos(m)-/cos(m)12345678拱腳01.00000011.82900.788820.973600.8012012.8026011.0278010.8179299.

7、675280.827040.928610.7641710.603898.9111120.6594587.800730.861240.891740.733838.692477.0669030.5222846.178100.891180.861780.709177.039885.4689240.4044164.783840.916860.837640.689315.621484.0945350.3041403.597670.938450.818370.673454.416052.924221/4跨60.2200002.602380.956200.803180.660953.405561.94143

8、70.1507741.783510.970470.791370.651232.574881.1322780.0954561.129150.981570.782420.643861.911570.4852990.0532430.629810.989850.775880.638481.40569-0.00867100.0235210.278230.995560.771430.634821.04966-0.35659110.0058590.069310.998900.768850.632700.83815-0.56339拱頂12001.000000.768000.632000.76800-0.632

9、00 c)/cos中間插入值計算（yt/cosq見表1） P1 /cos=734-(734-709)/(8868-5912)(6220-5912)= 731 P2 /cos=689-(689-673)/(14779-11823)(12720-11823)= 684 P3 /cos=661-(661-651)/(20691-17735)(19220-17735)=656 P4 /cos=644-(644-638)/(26603-23467)(25720-23467)= 640 P5 /cos=635-(635-633)/(32514-29558)(32220-29558)= 633 d)立墻及墩

10、帽高度計算 以下計算中，632為跨中拱圈中線至拱圈上緣距離，600為墻帽高度，見圖2。 立墻底至墻帽頂高度 h=+632+600-/cos=+1232-/cos P1 =7632+1232-731=8133 P2 =4424+1232-684=4972 P3 =2191+1232-656=2267 P4 =771+1232-640=1363 P5 =90+1232-633=889 e)拱上建筑自重及其對1/4跨、拱腳彎矩。每個立墻傳至拱圈的自重（1）人行道、欄桿、路緣石每延米重量為19kN/m,立墻縱向中距為5.9m,每個立墻下壓力為6.519=123.5 kN。（2）100橋面鋪裝，24 k

11、N/m3，0.1156.524=234 kN。（3）10防水層，0.2 kN/m2，156.50.2=19.5 kN。（4）0.36m厚空心板，空心折減率0.7，0.36206.50.725=819kN.（5）墻帽（圖2），鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，兩端挑出。 1/2（0.2+0.6）1.75125=35kN0.616.5125=247.5kN（6）墻身。如圖2所示，墻帽和墻身總高h(yuǎn)，墻帽挑出端高0.6m；身寬16.5m;墻厚0.8m；墻身高（h-0.6）m?；炷两Y(jié)構(gòu)，其自重為：16.50.8（h-0.6）24=316.8(h-0.6)kN.(1)(5)項合計1478.5 kN。（6）項自重見表3。拱

12、上建筑自重及其對1/4跨、拱腳彎矩 表3立墻號墻身自重(kN)316.8(h-0.6)墻帽及以上自重(kN)合計(kN)1/4跨彎矩拱腳彎矩力臂(m)彎矩(kN.m)力臂(m)彎矩(kN.m)P1316.8(8.133-0.6)=2386.291478.53864.7956.22024039.024P2316.8(4.972-0.6)=1385.042863.53812.72036424.201P3316.8(2.767-0.6)=686.5332165.0331.4853215.07419.22041611.935P4316.8(1.363-0.6)=241.6591720.1597.985

13、13735.47225.72044242.497P5316.8(0.689-0.6)=28.06471506.56514.48521822.58932.22048541.513合計12120.09038773.135194859.1712）拱圈半拱懸臂自重作用下，1/4跨和拱腳的剪力和彎矩。 自1994年手冊附表（）-19（6），拱圈半拱懸臂自重作用下1/4跨和拱腳的剪力、和彎矩、為：=Ar表值=(10.4282570.94+670.94)0.25360= 4798.035kN= Ar/4表值=(10.42825+6)/40.12587=42234.526kN.m=Ar表值=(10.42825

14、70.94+670.94)0.53697= 10159.310 kN=Ar/4表值=(10.42825+6)/40.51664=173353.821 kN.m3)以上表3和第2）項合計=38773.135+42234.526=81007.661 kN.m=194859.171+173353.821=368212.993 kN.m則：m=1/2(/-1=2.2395,與假定直2.24很接近。4、不計彈性壓縮的拱自重水平推力= /f=368212.993/11.829=31127.990 kN 5、彈性中心位置、彈性壓縮系數(shù)和拱自重彈性壓縮水平推力彈性中心離拱頂距離，可自1994年手冊附表（）-3

15、求得。/f=0.332068,=0.332068f=0.33206811.829=3.928m按1994年手冊，彈性壓縮系數(shù)u1,u可自附表（）-9和附表（）-11求得。=表值（r/f）=11.2081(I/A)/=11.2081(2.521/10.428)/11.829=0.019365=表值（r/f）=9.76290(I/A)/=9.76290(2.521/10.428)/11.829=0.016868/(1+)=0.019365/(1+0.016868)=0.019043按1994年手冊公式（4-18），彈性壓縮引起的彈性中心贅余力（推力為正，拉力為負(fù)）為=-/(1+)=-0.01904

16、331127.990=-592.770kN6、自重效應(yīng)1）拱頂截面=-=0-3.928=-3.928mcos=1.0計入彈性壓縮水平推力=(1-)=31127.990(1-0.019043) =30535.220kN軸向力=/cos=30535.220kN彈性壓縮彎矩=(-)=(0-3.928)(-592.770)=2328.401kN.m此設(shè)計假定拱軸線符合不考慮彈性壓縮的壓力線，自重作用下，僅有彈性壓縮彎矩。2）拱腳截面=-=11.829-3.928=7.901m cos=0.78882計入彈性壓縮的水平推力=30535.220kN(同拱頂截面)軸向力=/cos=30535.220/0.7

17、8882=38709.997kN彈性壓縮彎矩=(-)=7.901-/(1+)=7.901（-592.770）=-4683.476kN.m7、公路級汽車荷載效應(yīng)公路級汽車荷載加載于影響線上，其中均布荷載為=10.5kN/m;集中荷載當(dāng)計算跨徑l為5m時，=180kN,當(dāng)為50m及以上時，=360kN。本設(shè)計跨徑為70.94m, =360kN。拱圈寬度為16.5m,承載四車道公路級汽車荷載。按規(guī)范第條，拱上建筑采用墻式墩且活載橫橋向布置不超過拱圈以外，可考慮活載均布分布于拱圈全寬。 1）汽車荷載沖擊力 按通規(guī)條文說明公式（4-7）、（4-8），自振頻率計算如下：=105 式中：自振頻率（Hz）；頻

18、率系數(shù)；計算跨徑：=70.94m;結(jié)構(gòu)材料彈性模量（N/）,=3.15MPa=3.15N/;結(jié)構(gòu)跨中截面慣性矩，以計，=2.521;結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量，以kg/m計，主拱圈結(jié)構(gòu)跨中處自重為10.42825=260.7kN/m，換算為質(zhì)量，其值為N/m=拱矢跨比，=1/6。=105 = =26.238= =1.4490Hz按通規(guī)第條，當(dāng)<1.5Hz時，沖擊系數(shù)=0.05，據(jù)此，汽車均布荷載為1.0540.6710.5=29.547kN/m，集中荷載1.0540.67360=1013.04kN/m,以上荷載用于拱全寬。2）拱頂截面為了加載公路級均布荷載，拱頂截面考慮彈性壓縮的彎矩及其相

19、應(yīng)的軸向力影響線面積，可自1994年手冊附表（）-14（50）查得，其值為：彎矩影響線面積=表值=表值；相應(yīng)的軸向力影響線面積=表值=表值70.94。為了加載公路級集中荷載，拱頂截面不考慮彈性壓縮的彎矩影響線坐標(biāo)及與其相應(yīng)的軸向力（拱頂即為水平推力）的影響線坐標(biāo)可自1994年手冊附表（）-13（36）和附表（）-12（6）分別查取最大正負(fù)彎矩（絕對值）影響線坐標(biāo)和相應(yīng)的水平推力影響坐標(biāo)，其值為：彎矩影響線坐標(biāo)=表值=表值70.94；相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)=表值=表值70.94/11.829=表值6.上述計算數(shù)據(jù)見表4拱頂截面彎矩及其相應(yīng)的軸向力影響線面積和坐標(biāo) 表4影響線正彎矩負(fù)彎矩均布荷載

20、考慮彈性壓縮彎矩影響線面積0.0067170.94=33.768-0.0047770.94= -24.005相應(yīng)的軸力影響線面積0.3994170.94=28.3340.3657370.94=25.945集中荷載不考慮彈性壓縮彎矩影響線坐標(biāo)0.0520970.94=3.695(24號截面)-0.0118070.94= -0.837(11號截面)相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)0.233836=1.403(24號截面)0.122116=0.733 (11號截面) a) 拱頂截面正彎矩 均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩 相應(yīng)是考慮彈性壓縮的軸向力=29.54728.334=837.185kN 集中荷載作用

21、下不考慮彈性壓縮的彎矩=1013.04 相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=1013.041.403=1421.295kN彈性壓縮附加水平推力=-0.0190431421.295=-27.066kN彈性壓縮附加彎矩=(-) =(0-3.928)(-27.066)考慮彈性壓縮的水平推力=+=1421.295-27.066=1394.299kN考慮彈性壓縮的彎矩=+b)拱頂截面負(fù)彎矩均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩=-相應(yīng)的考慮彈性壓縮的軸向力=29.54725.945=766.597kN集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩=1013.04(-0.837)=-847.914kN.m相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的

22、水平推力=1013.040.733=742.558kN彈性壓縮附加水平推力=-0.019043742.588=-14.141kN彈性壓縮附加彎矩=(-) =（0-3.928）(-14.141） =55.546kN.m考慮彈性壓縮水平推力=+=742.588-14.141=728.447kN考慮彈性壓縮的彎矩=+=-847.914+55.546=-792.368kN.m3)拱腳截面為了加載公路級均布荷載，拱腳截面考慮彈性壓縮的彎矩及其相應(yīng)的軸向力影響線面積，可自1994年手冊附表（）-14（50）查得，其值為：彎矩影響線面積=表值=表值；相應(yīng)的軸向力影響線面積=表值=表值70.94。為了加載公路

23、級集中荷載，拱腳截面不考慮彈性壓縮的彎矩影響線坐標(biāo)及與其相應(yīng)的水平推力和左拱腳反力的影響線坐標(biāo)（拱腳反力不受彈性壓縮影響，沒有彈性壓縮附加力）可自1994年手冊附表（）-13（42）、附表（）-12（6）和附表（）-7（6）分別查取最大正負(fù)彎矩（絕對值）影響線坐標(biāo)、相應(yīng)的水平推力影響坐標(biāo)和左拱腳反力影響線坐標(biāo)，其值為：彎矩影響線坐標(biāo)=表值=表值70.94；相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)=表值=表值70.94/11.829=表值6；左拱腳反力影響線坐標(biāo)=表值。上述數(shù)值計算如表5拱腳截面彎矩及其相應(yīng)的水平推力和左拱腳反力影響線面積和坐標(biāo) 表5影響線正彎矩負(fù)彎矩均布荷載考慮彈性壓縮彎矩影響線面積0.019

24、3770.94=97.479-0.014970.94= -74.984相應(yīng)的軸力影響線面積0.5314170.94=37.6980.3794770.94=26.920集中荷載不考慮彈性壓縮彎矩影響線坐標(biāo)0.0532970.94=3.780(17號截面)-0.0615070.94= -4.363(7號截面)相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)0.198246=1.189(17號截面)0.062816=0.377(7號截面)相應(yīng)的左拱腳反力影響線坐標(biāo)0.291712(17號截面)0.93906(7號截面)a) 拱腳截面正彎矩 均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩 相應(yīng)是考慮彈性壓縮的軸向力=29.54737.69

25、8=1113.863kN 集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩 相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=1013.041.189=1204.505kN彈性壓縮附加水平推力=-0.0190431204.505=-22.937kN彈性壓縮附加彎矩=(-) =(11.829-3.928)(-22.937) =-181.225kN.m考慮彈性壓縮的水平推力=+=1181.568kN考慮彈性壓縮的彎矩=+=3829.2912-181.225=3648.066kN.m與相應(yīng)的左拱腳反力=1.21013.040.29172=354.629kN軸向力=coss+sins=1181.5680.7889+354.6290.

26、6145=1150.059kNb)拱腳截面負(fù)彎矩均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩=-29.54774.984=-2215.552kN.m相應(yīng)的考慮彈性壓縮的軸向力=29.54726.920=795.405kN集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩=1013.04(-4.363)=-4419.894kN.m相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=1013.040.377=381.916kN彈性壓縮附加水平推力=-0.019043381.916=-7.273kN彈性壓縮附加彎矩=(-)=（11.829-3.928）（-7.273） =-57.464kN.m考慮彈性壓縮水平推力=+=374.643kN考慮彈性壓

27、縮的彎矩=+=-4419.894-57.464=-4477.358kN.m與相應(yīng)的左拱腳反力=1.21013.040.93906=1141.566kN軸向力=cos+sin=374.6430.7889+1141.5660.6145=997.048kN4)拱頂、拱腳截面汽車效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總（表6）拱頂、拱腳截面汽車效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總表 表6荷載效應(yīng)單位拱頂拱腳正彎矩Mmax負(fù)彎矩Mmin正彎矩Mmax負(fù)彎矩Mmin軸向力kN837.185+1394.299=2231.484766.597+728.447=1495.0441113.863+1150.059=2264795.405+997.048=179

28、2.453彎矩kN.m0.7(997.743+3849.4978)=3393.069-（709.276+792.368）= -1501.6440.9(2880.212+3648.066)=5875.4502-（2215.552+4477.358）= -6692.918、規(guī)范第條第1款拱的強(qiáng)度驗算用的人群荷載效應(yīng) 人群荷載分布于拱圈寬度以外，按規(guī)范第條，應(yīng)考慮人群荷載的不均勻分布。 當(dāng)人群荷載在橋兩側(cè)布置時，因?qū)ΨQ加載，全拱寬每米長度荷載強(qiáng)度為22.92.5=14.5kN/m. 當(dāng)人群荷載僅在橋一側(cè)布置時，因偏心荷載，拱圈外緣受力強(qiáng)度較高，以偏心受壓方法，近似地計算如下（圖3）：圖3 人群荷載單

29、側(cè)布置（尺寸單位：m） 取拱圈順橋向單位長度，拱圈受壓面積=116.5=16.5，截面彈性抗力矩=1/61=45.375.豎向力=7.25kN/m,偏心彎矩 邊緣最大壓力強(qiáng)度=1.837kN/ 平均壓力強(qiáng)度=0.439kN/=1.837/0.439=4.2 偏心系數(shù) 4.2=30.45kN/m>兩側(cè)對稱分布強(qiáng)度14.5 kN/m，采用30.45 kN/m。 人群荷載效應(yīng)，可利用汽車均布荷載效應(yīng)數(shù)值，乘以30.45/29.547=1.03人群荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表7人群荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 表7荷載效應(yīng)單位拱頂拱腳正彎矩負(fù)彎矩正彎矩負(fù)彎矩軸向力kN837.1851.03=862.301=789.59

30、5=1147.279=819.267彎矩kN.m=719.373-= -730.554=2669.957-= -2282.0199、溫度作用和混凝土收縮作用效應(yīng)1)當(dāng)?shù)貧v年最高日平均溫度為33，最低日平均溫度為-2，按通規(guī)第條條文說明，結(jié)構(gòu)最高溫度為：=24.14°+(-20°)/1.4=24.14°+(33°-20°)/1.4=33.4; 結(jié)構(gòu)最低溫度為：=(+1.85°)/1.58=（-2°+1.85°）/1.58=-0.1。封拱溫度預(yù)計在1015之間。在合龍以后，結(jié)構(gòu)升溫33.4-10=23.4，降溫15+0

31、.1=15.1。按1994年手冊公式（4-32），溫度變化引起的彈性贅余力為：= 1994年手冊公式（4-32）式中：混凝土線膨脹系數(shù)，按規(guī)范表-3，=0.00001；溫度變化值，；拱的計算跨徑，=70.94m；自1994年手冊表（-5）查取=表值/()=0.000011977系數(shù)，見第5款，=0.016868。=0.70.00001170.94/（1+0.016868）0.000011977 ） =40.773kN/以上計算為溫度變化1，全拱寬的彈性中心贅余力，溫升取正值，溫降取負(fù)值。規(guī)范第條，溫度作用效應(yīng)已在上式乘以0.7折減系數(shù)。 溫度上升23.4，=23.440.773=954.088

32、kN 溫度下降15.1，=-15.140.773=-615.672kN 溫度變化引起的截面作用效應(yīng)見1994年手冊公式（4-33）、（4-34）. 拱頂截面溫度上升引起的軸向力、彎矩和剪力=cos=954.0881=954.088kN=sin=954.0880=0 拱頂截面溫度下降引起的軸向力、彎矩和剪力=cos=-615.6721=-615.672kN=(-)=sin=-615.6720=0 拱腳截面溫度上升引起的軸向力、彎矩和剪力=cos=954.0880.7889=752.680kN=(-)=sin=954.0880.6145=586.287kN 拱腳截面溫度下降引起的軸向力、彎矩和剪力

33、=cos=-615.6720.7889=-485.704kN=(-)=sin=-615.6720.6145=-378.33kN 2）混凝土收縮效應(yīng)為永久作用效應(yīng)，其計算方法與降溫作用相同。本設(shè)計為預(yù)制構(gòu)件、現(xiàn)澆構(gòu)件的組合體?，F(xiàn)設(shè)拱合龍時，各構(gòu)件的平均齡期為90天，這樣可以利用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）表計算求得混凝土應(yīng)變終值.設(shè)橋梁所處環(huán)境的年平均相對濕度80%。理論厚度=,其中=10.428見第3款第3項，=16.5+16.5+1.4+1.4+11（1.1+1.1+0.97+0.97）=81.34m（圖1），=210.428/81.34=0.256m

34、=256mm，=0.19-（0.19-0.18）/（300-200）（256-200）=0.1844,相當(dāng)于降溫18.44。 混凝土收縮在彈性中心贅余力=-0.450.0000118.4470.94/(1+0.016868)0.000011977)=-483.339kN 上式計算中，按規(guī)范第條規(guī)定，混凝土收縮作用效應(yīng)已乘以0.45。 拱頂截面由于混凝土收縮引起軸向力、彎矩和剪力.=cos=-483.3391=-483.339kN=sin=-483.3390=0 拱腳截面由于混凝土收縮引起軸向力、彎矩和剪力.=cos=-483.3390.7889=-381.306kN=(-)=sin=-483.

35、3390.6145=-297.012kN10、規(guī)范第條第2款拱的整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗算用的荷載效應(yīng)規(guī)范第條規(guī)定拱上建筑為拱式結(jié)構(gòu)的拱橋計算，可考慮拱上建筑與主拱圈聯(lián)合作用。本設(shè)計拱上建筑為梁式結(jié)構(gòu)，不符合上述條件，不能考慮拱上建筑與拱圈的聯(lián)合作用。由于不考慮拱上建筑與拱圈的聯(lián)合作用，所以要考慮全部永久作用和活載作用驗算“強(qiáng)度-穩(wěn)定”。1）規(guī)范公式（）內(nèi)，其中永久作用水平推力，自第6款第1）項，可得計入彈性壓縮的自重水平推力=30535.220kN,軸向=30535.220/cos=30535.220/cos17.664°=32044.526kN,其中=(11.829/70.94/2)

36、=17.664°2）規(guī)范公式（）內(nèi)，其中汽車均布荷載的水平推力，可按1994年手冊附表（）-14（50），取1/4拱跨處與相應(yīng)的影響線面積和與相應(yīng)的影響線面積之和，即（0.04012+0.08741）=（0.04012+0.08741）70.942/11.829=54.256.汽車均布荷載的水平推力為：=54.25629.547=1603.102kN,軸向力=1603.102/cos17.664°=1682.337kN.3) 規(guī)范公式（）內(nèi)，其中汽車集中荷載的水平推力，可按1994年手冊附表（）-12（6），取拱頂不考慮彈性壓縮的水平推力影響線坐標(biāo)，即0.23383=0.2

37、338370.94/11.829=1.4023。汽車集中荷載不考慮彈性壓縮水平推力為：=1.40231013.04=1420.586kN。汽車集中荷載考慮彈性壓縮水平推力為：=(1-0.019043)1420.586=1393.534kN(和見第五款)，軸向力=1393.534/cos17.664°=1462.411kN.4）規(guī)范公式（）內(nèi)，其中人群荷載的水平推力，可利用上述第2）項汽車均布荷載計算的影響線面積。人群荷載水平推力為：=54.25630.45=1652.095kN，軸向力=1652.095/cos17.664°=1733.752kN.5) 按規(guī)范公式（）條第2

38、款，軸向力偏心距可取水平推力計算時同一荷載布置的拱跨1/4處彎矩設(shè)計值除以軸向力設(shè)計值。假定永久荷載不考慮彈性壓縮的自重壓力線與拱軸線符合，永久荷載產(chǎn)生的彎矩為彈性壓縮水平推力產(chǎn)生的彎矩（見第5款），在拱跨1/4處，其值為：=（-）=(2.60238-3.928)(-592.770)=785.788kN.m6）按規(guī)范公式（）條第2款，軸向力偏心距可取水平推力計算時同一荷載布置的拱跨1/4處彎矩設(shè)計值除以軸向力設(shè)計值。汽車均布荷載作用下，拱跨1/4處正負(fù)彎矩影響線總面積，按1994年手冊附表（）-14（50）為：（0.00882-0.01007）=(0.00882-0.01007)=-6.291

39、。汽車均布荷載彎矩為：=-6.29129.547=-185.880kN.m。汽車集中荷載作用下，按1994年手冊附表（）-13（39），1/4跨不考慮彈性壓縮的在拱頂?shù)膹澗赜绊懢€坐標(biāo)為：-0.02147l=-0.0214770.94=-1.523，彎矩為：=，考慮彈性壓縮的彎矩為：=汽車荷載彎矩合計為：=人群荷載彎矩合計為：=7)按第9款第1）項，溫度上升贅余力=954.088kN，溫度下降贅余力為-615.672kN。溫度作用軸向力為：溫度上升 =954.088/cos=954.088/cos17.664°=1001.245kN溫度下降 =-615.672/cos=-615.672

40、/cos17.664°=-646.102kN溫度作用的偏心矩計算，可先計算溫度作用下1/4跨彎矩，然后除以相應(yīng)軸向力。溫度作用下1/4跨彎矩為：溫度上升 =-0.7（-）=-（見表1；0.7為折減系數(shù)，見規(guī)范第條）溫度下降 =-0.7（-）8)按第9款第2）項，混凝土收縮贅余力為=-483.339kN?；炷潦湛s軸向力為：=-483.339/cos=-483.339/cos17.664°=-507.229kN混凝土收縮作用的偏心矩計算，可先計算混凝土收縮作用下1/4跨彎矩，然后除以相應(yīng)軸向力。混凝土收縮作用下1/4跨彎矩為：=（-）11、拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗算用的荷載效應(yīng)

41、1）自重剪力自重產(chǎn)生的左拱腳反力，自表3及第3款第2）項，拱上建筑為12058.840kN，拱圈自重為10143.574kN，合計=22202.414kN.自重產(chǎn)生的左拱腳考慮彈性壓縮的水平推力，自第6款第1）項，=30535.220kN自重剪力為： =sin-cos=30535.2200.7889-22202.4140.6145=10445.852kN2）汽車荷載效應(yīng)汽車荷載考慮彈性壓縮的水平推力影響線面積按1994年手冊附表（）-14（50），可取拱頂處與相應(yīng)的水平推力的影響線面積和與相應(yīng)的水平推力影響線面積之和，即（0.06657+0.06096）=0.12753/11.829=54.2

42、56。汽車均布荷載產(chǎn)生的考慮彈性壓縮的水平推力為:54.25629.547=1603.102kN.汽車集中荷載不考慮彈性壓縮的水平推力影響線坐標(biāo)，按1994年手冊附表（）-12（6），其最大值為：0.23383。汽車集中荷載產(chǎn)生的不考慮彈性壓縮的水平推力為：=1.4021013.04=1420.282kN；考慮彈性壓縮的水平推力為：=(1-0.019043)1420.282=1393.236kN（及見第5款）。汽車荷載考慮彈性壓縮的水平推力為：=1603.102+1393.236=2996.338Kn汽車均布荷載左拱腳的反力影響線面積，按1994年手冊附表（）-14（50），可取拱頂處，與相應(yīng)

43、的左拱腳反力影響線面積和與相應(yīng)的左拱腳反力影響線面積之和，即（0.15068+0.34932）=0.570.94=35.47，汽車均布荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為：35.4729.547=1048.032kN汽車集中荷載左拱腳反力影響線坐標(biāo)，在跨中截面（集中荷載設(shè)于跨中截面，為的是與求水平推力時一致）坐標(biāo)按1994年手冊附表（）-7（6）為0.5。由汽車集中荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為：=1.20.51013.04=607.824kN（按通規(guī)第條，集中荷載計算剪力時乘以1.2）。汽車荷載作用下的左拱腳反力為：=1048.032+607.824=1655.856kN汽車荷載拱腳截面剪力為：=sin -cos

44、=2996.3380.6145-1655.8560.7889=534.945kN3）人群荷載剪力考慮彈性壓縮的水平推力影響線面積，按第2）項為54.256，人群荷載考慮彈性壓縮的水平推力為：=54.25630.45=1652.095kN左拱腳反力影響線面積按2）項為35.47，人群荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為：=35.4730.45=1080.062kN人群荷載剪力為：=sin -cos=163.151kN4）溫度作用效應(yīng)溫度作用效應(yīng)見第9款第1）項，拱腳溫度上升時剪力=582.287kN拱腳溫度下降時剪力=-378.33kN5）混凝土收縮效應(yīng)混凝土收縮效應(yīng)見第9款第2項，拱腳混凝土收縮剪力=-29

45、7.012kN6）與剪力相應(yīng)的軸向力a)自重=cos+sin=30535.2200.7889+22202.4140.6145=37732.618kNb)汽車荷載=cos+sin=2996.3380.7889+1655.8560.6145=3381.335kNc)人群荷載=cos+sin=1652.0950.7889+1080.062*0.6145=1967.036kNd)溫度上升 =752.680kN見第9款第1項 溫度下降 =-485.704kN見第9款第1項e)混凝土收縮 =-381.306kN見第9款第2項12、拱圈作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總 1）拱圈強(qiáng)度驗算按規(guī)范條第1款進(jìn)行，其作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值

46、見表8拱圈強(qiáng)度驗算作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值（拱全寬） 表8作用作用效應(yīng)單位拱頂拱腳正彎矩負(fù)彎矩正彎矩負(fù)彎矩永久荷載軸向力kN30535.22030535.22038709.99738709.997彎矩kN.m2328.4012328.401-4683.476-4683.476汽車荷載軸向力kN2231.4841495.04422641792.453彎矩kN.m3393.069-1501.6445875.4502-6692.91人群荷載軸向力kN862.301789.5951147.279819.267彎矩kN.m719.373-730.5542669.597-2282.019溫度上升軸向力kN954.0

47、88752.68彎矩kN.m-3747.6587538.249溫度下降軸向力kN-615.672-485.704彎矩kN.m2418.36-4864.424混凝土收縮軸向力kN-483.339-381.306彎矩kN.m1898.556-3818.861注：見第6款，表6，表7及第9款2）拱圈整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗算按規(guī)范條第2款進(jìn)行，其作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表9。拱圈整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗算作用標(biāo)準(zhǔn)值（全拱寬） 表9效應(yīng)軸向力(kN)彎矩(kN.m)作用永久荷載32044.526785.788汽車荷載3144.748-1702.359人群荷載1733.752-191.561溫度上升1001.245-6

48、46.102溫度下降929.089599.54混凝土收縮-507.229640.724注：見第10款。3）拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗算按規(guī)范條計算，其作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表10拱腳截面剪力及其相應(yīng)的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值（全拱寬） 表10效應(yīng)剪力(kN)與剪力相應(yīng)的軸向力(kN)作用永久荷載10445.85237732.618汽車荷載534.9453381.335人群荷載163.1511967.036溫度上升582.287752.68溫度下降-378.33-485.074混凝土收縮-297.012-381.306注：見第11款13、拱圈截面強(qiáng)度驗算拱圈截面強(qiáng)度驗算按規(guī)范條第1款規(guī)定進(jìn)行。按通規(guī)公式（-1），結(jié)構(gòu)

49、按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計的基本組合為： 通規(guī)公式（-1） 式中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù), =1.0;永久作用效應(yīng)分項系數(shù),自重效應(yīng)取=1.2, 混凝土收縮效應(yīng)取=1.0;汽車作用效應(yīng)分項系數(shù),取=1.4;人群或溫度作用效應(yīng)分項系數(shù),人群作用效應(yīng)取=1.4，溫度作用效應(yīng)取1.4；除汽車作用效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，人群作用和溫度作用效應(yīng)組合，取=0.7;、永久作用、汽車作用、人群作用與溫差作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。按規(guī)范公式（4.0.8）計算承載力。拱的強(qiáng)度驗算見表11-A、11-B、12-A、12-B。拱頂截面強(qiáng)度驗算（拱全寬） 表11-A作用效應(yīng)+溫升+溫降+溫升+溫降r0Nd(kN)1.0（1.230535.220+1.0(-483.339）+0.7(1.4862.301+1.4954.088)）=41063.0641.0（1.230535.220+1.0(-483.339）-1.4615.672)）=39524.6991.0（1.230535.220+1.0(-483.339）+0.7(+1.4954.088)）=39960.7961.0（1.230535.220+1.0(-483.339）