拱橋設(shè)計計算說明書書

1、目錄一、設(shè)計背景1（一）概述1（二）設(shè)計資料11、設(shè)計標準12、主要構(gòu)件材料及其參數(shù)13、設(shè)計目的及任務(wù)24、設(shè)計依據(jù)及規(guī)范2二、主拱圈截面尺寸4（一）擬定主拱圈截面尺寸41、拱圈的高度42、擬定拱圈的寬度43、擬定箱肋的寬度44、擬定頂?shù)装寮案拱宄叽?（二）箱形拱圈截面幾何性質(zhì)5三、確定拱軸系數(shù)6（一）上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置61、主拱圈62、拱上腹孔布置7（二）上部結(jié)構(gòu)恒載計算81、橋面系82、主拱圈8（三）拱上空腹段91、填料及橋面系的重力92、蓋梁、底梁及各立柱重力93、各立柱底部傳遞的力9（四）拱上實腹段91、拱頂填料及橋面系重92、懸鏈線曲邊三角形10四、拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)12（一

2、）彈性中心12（二）彈性壓縮系數(shù)12五、主拱圈截面內(nèi)力計算13（一）結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算131、不計彈性壓縮的恒載推力132、計入彈性壓縮的恒載內(nèi)力13（二）活載內(nèi)力計算131、車道荷載均布荷載及人群荷載內(nèi)力132、集中力內(nèi)力計算15（三）溫度變化內(nèi)力計算171、設(shè)計溫度15°C下合攏的溫度變化內(nèi)力182、實際溫度20°C下合攏的溫度變化內(nèi)力18（四）內(nèi)力組合191、內(nèi)力匯總192、進行荷載組合19六、拱圈驗算21（一）主拱圈正截面強度驗算211、正截面抗壓強度和偏心距驗算21（二）主拱圈穩(wěn)定性驗算221、縱向穩(wěn)定性驗算222、橫向穩(wěn)定性驗算22（三）拱腳豎直截面（或正截面）抗

3、剪強度驗算221、自重剪力222、汽車荷載效應233、人群荷載剪力244、溫度作用在拱腳截面產(chǎn)生的內(nèi)力245、拱腳截面荷載組合及計算結(jié)果25七、裸拱驗算26（一）裸拱圈自重在彈性中心產(chǎn)生的彎矩和推力26（二）截面內(nèi)力261、拱頂截面2612、截面2643、拱腳截面26（三）強度和穩(wěn)定性驗算27八、總結(jié)28九、參考文獻291一、設(shè)計背景(一) 概述在我國公路橋梁建設(shè)中，拱橋，特別是圬工拱橋得到了廣泛的應用。本次設(shè)計為等截面懸鏈線無鉸拱結(jié)構(gòu)，拱橋設(shè)計在橋梁建設(shè)中應用十分重要，也較為復雜，需結(jié)合理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學的基礎(chǔ)力學知識，根據(jù)橋梁專業(yè)特點來進行設(shè)計并解決設(shè)計中遇到的各種問題。本設(shè)計任

4、務(wù)書，主要包括了主拱圈截面的幾何要素計算，確定拱軸系數(shù)，彈性中心位置以及計算彈性壓縮系數(shù)，溫度及混凝土收縮時產(chǎn)生的內(nèi)力，拱圈截面強度驗算，拱圈整體穩(wěn)定及強度驗算，拱腳截面直接抗剪驗算以及它們所包含的荷載計算、拱圈內(nèi)力的調(diào)整等。(二) 設(shè)計資料1、設(shè)計標準設(shè)計荷載:公路一I級，人群荷載按規(guī)范取3kN/m2。(2) 橋面凈空：拱頂橋面標高+(3) 凈跨徑：1°二70+(學號T0)X5m二70+(13T0)X5m=85m1(4) 凈矢跨比：f/二-，即凈矢高f=14.17m0060(5) 橋梁凈寬:凈-8+2X(欄桿+人行道)二(6) 設(shè)計合攏溫度為15°C，月平均最咼溫度40&

5、#176;C，月平均最低氣溫5°C2、主要構(gòu)件材料及其參數(shù)(1) 主拱圈為C40鋼筋混凝土箱形截面，丫二25kN/m34(2) 橋面鋪裝為8cm的鋼筋混凝土(丫二25kN/m3)+6cm瀝青混1凝土(Y二23kN/m3)3(3) 拱上簡支梁為C30鋼筋混凝土，25kN/m31(4) 拱上橋墩為C30鋼筋混凝土矩形截面墩，丫二25kN/m3拱頂填料平均高度h二0.55m,拱頂填料容重Y二20kN/m3d3（6）主拱圈截面參考圖AC廈冊三啓和幅純學丁込冊:歡總巍匙圖1-1主拱圈截面參考圖（單位：cm）3、設(shè)計目的及任務(wù)本設(shè)計主要是獨立完成一座等截面懸鏈線空腹式無鉸箱型板砼拱橋設(shè)計和計算，

6、旨在通過本設(shè)計進一步熟悉拱橋的縱橫斷面和平面布置以及它的主要構(gòu)件和各構(gòu)件的主要尺寸及構(gòu)造細節(jié)；進一步掌握圬工拱橋上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算步驟，原理和方法；熟悉有關(guān)拱橋內(nèi)力計算圖表的用法。本設(shè)計主要任務(wù)包括以下九點：（1）橋型布置和尺寸擬定。（2）拱軸系數(shù)的確定。（3）懸鏈線無鉸拱的幾何性質(zhì)及彈性中心。（4）恒載作用下懸鏈線無鉸拱的內(nèi)力計算。（5）活載作用下懸鏈線無鉸拱的內(nèi)力計算。（6）裸拱內(nèi)力計算。（7）溫度變化、混凝土收縮和拱腳變位的內(nèi)力計算。（8）拱圈強度和穩(wěn)定性驗算。（9）拱圈內(nèi)力的調(diào)整。4、設(shè)計依據(jù)及規(guī)范1中華人民共和國行業(yè)標準公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JTGD60-2004,人民交通出版社，20

7、04年9月。2 中華人民共和國行業(yè)標準公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTGD62-2004，人民交通出版社，2004年9月。3 邵旭東主編橋梁工程，人民交通出版社。4 公路橋涵設(shè)計手冊拱橋上冊，1994年6月，人民交通出版社。5 公路橋涵設(shè)計手冊基本資料，1993年7月，人民交通出版社。6 王國鼎主編橋梁計算示例集拱橋（第二版），2000年10月，人民交通出版社。2010，7 向中富.橋梁工程畢業(yè)設(shè)計指南，人民交通出版社P129-1428 有關(guān)拱橋設(shè)計圖紙。9 拱橋設(shè)計任務(wù)書。3二、主拱圈截面尺寸一）擬定主拱圈截面尺寸1、拱圈的高度按經(jīng)驗公式估算：l85H=i+A=+0.8=1.65

8、m100x100式中：h拱圈高度（m）；10拱圈凈跨徑（m）；常數(shù)，一般取0.70.9m，本設(shè)計取a。=0.8m。2、擬定拱圈的寬度為了節(jié)省材料，箱型拱可以通過采用懸挑橋面減少拱圈寬度，即采用窄拱圈形式。根據(jù)經(jīng)驗值，拱圈寬度一般為橋?qū)挼?.00.6倍，橋面懸挑可達到4.0m但為了保證其橫向穩(wěn)定性，拱寬不宜小于跨徑的1/20。本次設(shè)計取橋?qū)挼谋?，即拱寬?0.5m。3、擬定箱肋的寬度拱寬確定后，在橫向劃分為幾個箱肋，主要取決于（纜索）吊裝能力。目前我國纜索吊機的吊裝能力超過100t，箱肋寬度一般取1.21.加。結(jié)合本地施工設(shè)備和吊裝能力，本設(shè)計取邊箱肋寬1.5m，內(nèi)箱肋寬1.4m。拱圈底面寬=1

9、.4x5+1.5x2+0.04x6=10.24m，邊箱肋上沿向外懸挑出13cm。L心亡二衛(wèi)0涅SS土也切務(wù)応二國趕瞌土況憑執(zhí)睦圖2-1主拱圈橫斷面尺寸（單位：cm）4、擬定頂?shù)装寮案拱宄叽鐚ΤＳ玫挠啥鄺l閉口箱肋組成的箱型拱，其截面各部分尺寸取值與跨徑及荷載大小有關(guān)。頂板、底板厚度一般為1522cm，頂板和底板可以等厚，也可以不等厚，在跨徑大、拱圈窄時取大值。本設(shè)計取頂?shù)装宓群駷?0cm。兩邊箱外腹板厚一般為1215cm，內(nèi)箱肋腹板厚常取45cm，以盡量減輕吊裝重量為先。本設(shè)計考慮到拱圈頂板、底板、腹板太薄可能出現(xiàn)壓潰，所以取邊箱外腹板厚為15cm，內(nèi)箱肋腹板厚為5cm。填縫寬度根據(jù)受力大小確定

10、（主要考慮軸力大小），一般采用2035cm。本設(shè)計去填縫寬度為28cm。為保證填縫混凝土澆筑質(zhì)量,安裝縫通常取4cm，本設(shè)計也取安裝縫為4cm。拱圈橫斷面的尺寸構(gòu)造如上圖2-1所示。二）箱形拱圈截面幾何性質(zhì)整個主拱截面的面積為：A=10.5x1.65-2x(1.65-0.2)x0.25-1x0.052-0.12x0.22-7x(1.65-2x0.2)x(1.4-2x0.12-2x0.05)-4x1x0.0522=7.310m2繞箱底邊的面積矩為S=2x105x皿2-2x(165-02)x025x-2x005-7x(1.65-2x0.2)x(1.4-2x(0.12+0.05)0.050.222x

11、(1.650.2)0.12x221.65,0.0520.225+1.425=-4xx22=6.136m3主拱圈截面重心軸為：S6.136y十=0.839m下A7.310=1.65-0.839=0.811m主拱圈截面對重心軸的慣性矩：1I=x10.5x1.653+(5-0.811)2x10.5x1.65122-2x(1,650,2)3x0.25+(0.839-1.650.2)2x(1.65-0.2)x0.251220.0540.050.052-+(0.811-0.2-)2x36320.12x0.230.2-+(0.838)2x0.12x0.2122(1.65-2x0.2)37xx(1.42x(0

12、.12+0.05)1271/CC+(-0-811)2x(1-65-220-2)x(14-22(0-12+0-05)-4x00乂+2x(0.811-0.2-0.05)2x00上+2x(0.839-0.2-0.05)2x°°注363232=2.628m4主拱圈截面繞中心軸的回轉(zhuǎn)半徑：i=2.628=0.5996m7.310三、確定拱軸系數(shù)一）上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置如下圖所示：圖3-1上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸（單位：cm）1、主拱圈拱軸系數(shù)m值的確定，采用“五點重合法”，先假定一個m值，定出拱軸線,擬訂上部結(jié)構(gòu)各種幾何尺寸，然后計算拱圈和拱上建筑恒載對l/4和拱腳截面的力矩工M

13、和工Ml/4j再利用式求比值工M/工M=f/y,l/4jl/4m=1（丄-2）2-1算出m值,如與假定的m值不符，則以求得的m值作為假定值,2yl/4重新計算，直至兩者接近為止。對于空腹式拱，設(shè)計時拱軸系數(shù)m是根據(jù)全橋恒載確定的。采用無支架施工時，為了兼顧裸拱階段的受力狀態(tài)，在設(shè)計時宜選用較小的m值。本設(shè)計初步選定拱軸系數(shù)m=1.167，相應得y/f=0.245,f/1=1,查拱l(fā)/4006橋(上冊)表(III)-20(1)得:sin0=0.56490,cosQ=0.82516jj主拱圈的計算跨徑和計算矢高:l=l+2ysinQ=85+2x0.839x0.56490=85.9484mo下jf=

14、f+2yx(1-cosQ)=14.17+2x0.839x(1-0.82516)=14.4602m0下j拱腳截面的水平投影和豎向投影:x=HsinQ=1.65x0.56490=0.9321my=HcosQ=1.65x0.82516=1.3615mj將拱軸沿跨徑24等分，每等分長i=_L=85.9484=3.5812m，每等分點拱2424軸線的縱坐標y=r斗Lf（其中r厶由拱橋（上冊）表（iii）-i查得），相應1<f的拱背曲面坐標y_，拱腹曲面坐標y二y+4。具體數(shù)值見下表:11cos011COS®表3-1主拱圈幾何性質(zhì)表2、拱上腹孔布置從主拱圈兩端起拱線起向外延伸后向跨中對稱布

15、置五孔簡支梁，簡支梁橋面板厚為36cm，座落在寬為90cm的混凝土排架式腹孔墩支撐的寬為90cm的鋼筋混凝土蓋梁上，腹孔墩蓋梁頂部與主拱拱頂拱背在同一標高，腹孔墩墩中線的橫坐標l以及各墩中線自主拱拱背到腹孔墩蓋梁頂部的高度xh二y+yx（1-1/cos®）-0.5，分別計算如下表:1上表3-2腹孔墩高度計算表項目lxg=亍ky二/1m-x(chkg-tan=12fks-1)l(m一1)1=COS0hkgJtan2(h)+11號立柱2號立柱323號立柱4號立柱1空實腹段分界線（二）上部結(jié)構(gòu)恒載計算恒載計算，首先把橋面系換算成填料厚度，然后按主拱圈、橫隔板、拱上空腹段、拱上實腹端共四個部

16、分進行。1、橋面系（1）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，為了便于計算，人行道、欄桿、路緣石及橫挑梁懸出拱圈部分，全橋?qū)捚骄垦用譳N。（2）橋面鋪裝為8cm的鋼筋混凝土（丫=25kN/m3）+6cm瀝青混凝土1（丫=23kN/m3），0.06x23x8+0.08x25x8=27.04KN/m3（3）厚空心板，空心折減率，0.36x10.5x0.7x25=66.15KN/m集度：q=10.5+27.04+66.15=103.69kN/mx故換算成填料的平均厚度為：聽=0.4938m2、主拱圈M1/4=表(III)T9(1)值葺20.12610x7.310x85.94842x254=42555.7993(kN-m

17、)1=0.25439x7.310x85.9484x25=3995.4500KN)449P=表(111)-19(1)值A(chǔ)yl=0.53521x7.310x85.9484x25=8406.0097(KN)M=_表(111)-19(1)值A(chǔ)y120.51758x7.310x85.94842x25=174671.1387(kN-m)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，主拱圈內(nèi)橫隔板重量按順橋向每延米給定，m。（三）拱上空腹段1、填料及橋面系的重力P二lhyB二6.5x0.494x20xl0.5二673.985kN簡支梁d02、蓋梁、底梁及各立柱重力各腹孔排式墩的橫截面如下圖所示：圖3-2腹孔排式墩的橫截面圖（單位：cm）

18、結(jié)合CAD進行面積計算再乘以腹孔墩的容重得到：11蓋梁自重：P二6.45x0.9x25=72.5625kN底梁自重：P二5.4x0.9x25=60.75kN1 號立柱自重2 號立柱自重3 號立柱自重4 號立柱自重P二4x0.2826x10.9043x25=547.8323kNP二4x0.2826x7.3255x25=368.0320kNP二4x0.2826x4.4419x25=223.1598kNP二4x0.2826x2.2319x25=112.1286kN3、各立柱底部傳遞的力通過對各自重進行相應的疊加得到各立柱處以及空實腹端接頭處傳遞到集中荷載為：1號立柱：P=673.985+40.312

19、5+33.75+547.8323=1355.1298N12號立柱：P=673.985+40.3125+33.75+368.0320=1175.3295kN23號立柱：P=673.985+40.3125+33.75+223.1598=1030.4573kN34號立柱：P=673.985+40.3125+33.75+112.1286=919.4261kN4空實腹端接頭處：p=673.985=336.9925kN52（四）拱上實腹段1、拱頂填料及橋面系重P=lhyB=12.5x0.4938x20x10.5=1296.125kN6xd102、懸鏈線曲邊三角形p7二2（m必（曲起）y-B二二1031.0

20、062kN爭9484x節(jié).28850.1658-0.1658)x20x10.5302x(1.167-1)x0.57022Icos0j丿其重心距原點（拱頂）的水平距離:式中二14.4602+0.8105x(1-1)二14.2885m0.825165猶-猶I0-7501x12-5=93764m(匕kg)chkg1shkg-亠ql二'2丿x（五）驗算拱軸系數(shù)恒載對l/4截面和拱腳截面的彎矩如下表所示：表3-3半拱恒載對1/4截面和拱腳截面產(chǎn)生的彎矩項目集中力編號重力截面拱腳截面(kN)力臂彎矩力臂彎矩主拱圈橫隔板10.21.拱上空腹段4.-10.10.17.2.23.8.30.實腹段15.3

21、6.12.33.工M由上表可知：二0.2457，該值與之差小于半級即，所i_81491.5715EM-331730.209以可以確定上面擬定的橋跨結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計共軸系數(shù)為m=1.167。#四、拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)一）彈性中心y=表(111)-3值f=0.347276x14.4602=5.021加二）彈性壓縮系數(shù)f=晉籍=0.0017i2氣=表(III)-9值x=10.9533x0.00172=0.01884i2卩=表(111)-11值x=9.59186x0.00172=0.01649僉=號ng13五、主拱圈截面內(nèi)力計算大跨徑鋼筋混凝土拱橋應驗算拱頂、拱腳、拱跨1/8、1/4、3/8等截面

22、的內(nèi)力。本設(shè)計跨徑屬中等跨度，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，只驗算拱頂、拱腳、l/4截面。（一）結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算空腹式無鉸拱采用“五點重合法”確定的拱軸線，與無鉸拱的恒載壓力線實際上并不存在五點重合關(guān)系，但由此產(chǎn)生的偏離彎矩對拱頂、拱腳都是有利的。因此，在現(xiàn)行設(shè)計中，不計偏離彎矩的影響是偏于安全的。只有對于大跨徑空腹拱橋，這種偏離的影響很大，不可忽略，才會采用“假載法”計其影響。本設(shè)計的凈跨徑為85m，屬中小橋，所以偏于安全設(shè)計，不考慮偏離彎矩的影響。1、不計彈性壓縮的恒載推力丫MH=jgf331730.20914.2885=22940.8920KN2、計入彈性壓縮的恒載內(nèi)力計入彈性壓縮的恒載內(nèi)力計算過程及

23、結(jié)果見表5-1表5-1計入彈性壓縮的恒載內(nèi)力項目拱頂1/4截面拱腳y=yys1cos0HJ1-斗HgI1+口丿N宀gcos0M=-H'yg1+pg二）活載內(nèi)力計算1、車道荷載均布荷載及人群荷載內(nèi)力公路I級汽車荷載加載于影響線上，其中均布荷載為q=10.5kN/m傑中荷載p當計算跨徑1小于等于5m時，p=270kN，當l大于等于50m時，p=360kN。kkk本設(shè)計計算跨徑為，即p=360kN。拱圈寬度為，承載雙向兩車道公路I級汽車k荷載，考慮活載均布分布于拱圈全寬。計算跨徑小于等于50m時，q=3.0KN/m2；計算跨徑大于50m且小于150mw時，q=3.25-0.005L;當計算跨

24、徑大于等于150m時，q=2.5KN/m2。本設(shè)w0w計計算跨徑為，所以取q=3.25-0.005x85.9484=2.82KN/m2w均布荷載及人群荷載的內(nèi)力計算如下表所示：表5-2考慮彈性壓縮后的均布荷載和人群荷載內(nèi)力表面截項2q人群荷載表川-14(4)值乘數(shù)均布荷載的力或力矩人群荷載的力或力矩頂截面Mma212相應H1212/.拱相應N2lMmi212相應H12l2/.C相應N2l截面Mma212相應H12l2/.相應N2lMmi212相應H1212/“相應N2l腳截面Mma212相應H1212/“相應V2l拱相應N2lMmi212相應H1212/“f相應V2l相應N2l2、集中力內(nèi)力計

25、算（1）不計彈性壓縮的集中力P內(nèi)力如下表所示k表5-3不計彈性壓縮的集中力Pk內(nèi)力項目雙車道集中力查表值乘數(shù)豎標力或力矩拱頂截面Mmax720l相應720l/Mmin720l相應720l/fL/4截面Mmax720l相應720l/fMmin720l相應720l/f拱腳截面Mmax720l相應720l/f相應720Mmin720l相應720l/f相應720（2）考慮彈性壓縮后集中力P內(nèi)力如下表所示：k注：除拱腳截面外，其余截面的軸向力用N二H/cos0作近似計算。表5-4考慮彈性壓縮后集中力Pk內(nèi)力項目拱頂l/4截面拱腳MmaxMminMmaxMminMmaxMmincos91sin90與M相應

26、的H與M相應的V軸cosH1sin9向AH=-r力AN=AHcos9N=N-PANMy=彎ysy1AM二AN'y矩M=M十PAM（三）溫度變化內(nèi)力計算據(jù)調(diào)查，橋位處月平均最高溫度40°C，月平均最低氣溫-5°C，設(shè)計合攏溫度為15°C。采用5段預制吊裝，由于受到預制場和施工場地的影響，工期被迫推遲，實際合攏溫度為20°C。合攏時，各構(gòu)件的平均齡期為100天。線膨脹系數(shù)"二1.0x105。主拱圈材料彈性模量E=3.25x104MPa。c設(shè)橋梁所處環(huán)境的年平均相對濕度70%。收縮計算，按溫度下降10°C考慮。21此項計算考慮進溫度

27、下降中。1、設(shè)計溫度15°C下合攏的溫度變化內(nèi)力表中，溫度變化在彈性中心產(chǎn)生的水平力：H=表冷5而2，表中收縮按溫度下降10°C考慮。表5-5溫度變化內(nèi)力計算表項目溫度上升溫度下降拱頂截面1/4L截面拱腳截面拱頂截面1/4L截面拱腳截面AtHcos申yysy1N_Httcos9M_-Htt'2、實際溫度20°C下合攏的溫度變化內(nèi)力表中，溫度變化在彈性中心產(chǎn)生的水平力：H_aEIAtt-表（III）-5值f2，表中縮按溫度下降10°C考慮。收表5-6溫度變化內(nèi)力計算表項目溫度上升溫度下降拱頂截面1/4L截面拱腳截面拱頂截面1/4L截面拱腳截面AtH

28、cos9yysy1N_Httcos9M_-Htty比較表5-5和5-6知，若按實際溫度合攏，拱橋高溫合攏會增大拱圈溫降時產(chǎn)生的溫度內(nèi)力，是不利的。（四）內(nèi)力組合按現(xiàn)行橋規(guī)的規(guī)定，對以上已計算的內(nèi)力進行組合。根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時作用效應組合基本表達式為：YS二丫（藝丫S+丫S+屮工丫S）0d0GiGikQ1Q1kcQjQjki=1j=2其中y=1.0,y=1.2，丫=1.4，丫=1.4,屮取，荷載組合如下表所示：0GiQ1Qjc如下表：1、內(nèi)力匯總表5-7作用效應匯總表荷載效應拱頂1/4截面拱腳MNMNMN恒載公路1級Mmax公路1級Mmin人群荷載Mmax人群荷載Mmin溫度上

29、升溫度下降2、進行荷載組合表5-8作用效應組合表荷載組合拱頂l/4截面拱腳MjNjMjNjMjNj恒載+活載（Max）恒載+活載（Min）恒載+活載+溫升（Max）恒載+活載+溫升(Min)恒載+活載+溫降(Max)恒載+活載+溫降(Min)六、拱圈驗算(一) 主拱圈正截面強度驗算根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，構(gòu)件按極限狀態(tài)設(shè)計的原則是：荷載效應不利組合的設(shè)計值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應的設(shè)計值，即yS<R(f,a)0dd式中，y結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本設(shè)計取設(shè)計安全等級為；0s作用效應組合設(shè)計值，按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范的規(guī)定計算；R(f,a)構(gòu)件承載力設(shè)計值函數(shù)；ddf材料強度設(shè)計值；da幾何參數(shù)設(shè)計值，可采用

30、集合參數(shù)標準值a，即設(shè)計文件規(guī)定值。dk1、正截面抗壓強度和偏心距驗算主拱圈材料為C40鋼筋混凝土，抗壓極限強度設(shè)計值f二15.64MPa。當截cd面偏心距e-Mj<06s時，其截面強度應滿足yN<0fA，具體結(jié)果見下表：e-J0.6s0dcdCj表6-1拱圈截面抗力計算表項目Me-jNe-0.邙艮值)6s.R抗力Nd拱頂截面1<>2>3>4>5>6>1/4L截面1>2>3>4>5>6>拱腳截面1>2>3>4>5>6>由表6-1可知，主拱圈正截面抗壓強度和偏心距滿足規(guī)范

31、要求。（二）主拱圈穩(wěn)定性驗算1、縱向穩(wěn)定性驗算本設(shè)計采用無支架施工，主拱圈的穩(wěn)定和強度的驗算列下表計算：表6-2主拱圈穩(wěn)定性驗算截面Ndmax<pR拱頂截面1/4L截面拱腳截面由上表6-2計算表明拱圈的穩(wěn)定性沒有問題。2、橫向穩(wěn)定性驗算10.51由于本設(shè)計寬跨比為10.5=0.1235>鳥，故無需驗算主拱圈橫向穩(wěn)定性。8520（三）拱腳豎直截面（或正截面）抗剪強度驗算對于板拱截面，只需按豎向截面進行抗剪強度驗算即可。一般是拱腳截面處的剪力最大，根據(jù)橋規(guī)條規(guī)定正截面直接受剪的強度，按下式計算1YV<Af+卩N0dvd1.4fk式中，V剪力設(shè)計值；dA受剪截面面積；f砌體或混凝土

32、抗剪強度設(shè)計值，C40??；vd卩f一摩擦系數(shù)，采用卩f=0.7；JJN與受剪截面垂直的壓力標準值。K拱腳截面直接抗剪強度驗算用的荷載效應：1、自重剪力自重產(chǎn)生的左拱腳反力，結(jié)構(gòu)自重合計竹=1508.3214KN,自重產(chǎn)生的左拱23腳考慮彈性壓縮的水平推力，H=22515.7874KNg自重剪力為V =H-sin©-R-cos©=22515.7874x0.5649-15808.3214x0.8252=-325.2262kNgj1j相應的軸向力N=H-cos©+R-sin©=22515.78740.8252+15808.32140.5649=27509.24

33、79CNgj1j2、汽車荷載效應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（III）-14（4），可取拱頂處與M相應的水平推力的影響線面積和與M相應的水maxmin平推力H影響線面積之和，即（+）x二。汽車均布荷載產(chǎn)生的考慮彈性壓縮的水平推力為：X2XX=O汽車集中荷載不考慮彈性壓縮的水平推力影響線坐標，按1994年手冊附表（11）-12（1），其最大值為：xl/f=x。汽車集中荷載產(chǎn)生的不考慮彈性壓縮的水平推力為：H=X2XX360=；考慮彈性壓縮的水平推力為：1H=（1-）H=x=o1+p11汽車荷載考慮彈性壓縮的水平推力為：H=+=汽車均布荷載左拱腳的反力影響線面積，按

34、1994年手冊附表（11）-14（4），可取拱頂處，與M相應的左拱腳反力影響線面積和與M相應的左maxmin拱腳反力影響線面積之和，即（+）x二，汽車均布荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為：x=汽車集中荷載左拱腳反力影響線坐標，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）坐標按994年手冊附表（111）-7（1）為。由汽車集中荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為：R=xx（按通規(guī)第條，集中荷載計l算剪力時乘以）。汽車荷載作用下的左拱腳反力為：R=+432=l汽車荷載拱腳截面剪力為：V =H-sin©-R-cos©=2321.3122x0.5649-1334.4586x0.8252=2

35、10.1674kNgj1j相應的軸向力N=H-cos©+R-sin©=2321.3122x0.8252+1334.458&0.5649=2669.2897CNgj1j3、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，人群荷載考慮彈性壓縮的水平推力為：H=xXX=左拱腳反力影響線面積按2項為，人群荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為：Ri=xXX=人群荷載剪力為：V=H-sin©-R-cos©=361.4566x0.5649-242.3968x0.8252=4.1707kNgj1j相應的軸向力N=H-cos©+R-sin©=36

36、1.4566x0.8252+242.3968x0.5649=435.1894KNgj1j正截面直接受剪承載力驗算要求計算拱腳截面汽車荷載和人群荷載產(chǎn)生的最大剪力以及對應的軸力，可根據(jù)拱腳截面的內(nèi)力影響線計算，注意：汽車荷載集中荷載標準值應乘以的系數(shù)。表6-3考慮彈性壓縮的活載在拱腳截面產(chǎn)生的內(nèi)力項目汽車荷載人群荷載cossinVminVmin對應的軸力NH二Ncos-VsinH二H|11/(1+U)V二-AHsinN二AHcosNp=N-ANVp=V-AV4、溫度作用在拱腳截面產(chǎn)生的內(nèi)力項目溫度上升溫度下降表6-4溫度作用在拱腳截面產(chǎn)生的內(nèi)力項目溫度上升溫度下降5、拱腳截面荷載組合及計算結(jié)果表

37、6-5拱腳截面荷載組合及計算結(jié)果丿號=剪力組合設(shè)計值相應軸力標準值Nk(KN)YOVd(KN)Afvd+1.4"f組合形式Vd(KN)自重+汽+X人/2!自重+汽+X人+X升溫3!自重+汽+X人+X降溫由表可知，主拱圈截面直接抗剪承載力顯然滿足規(guī)范要求。25七、裸拱驗算裸拱的驗算包括在裸拱自重內(nèi)力作用下，強度及穩(wěn)定性的驗算（一）裸拱圈自重在彈性中心產(chǎn)生的彎矩和推力M=L表(IIDT5值x=0.17923x7.3095x25x85.94842=60485.9311kNH=表(IID16值XA412=0.5171X228984.7668=11904.5869NsL'4(1+p)f

38、4x1.0137x14.46(二) 截面內(nèi)力1、拱頂截面M二M-Hy二表(111)-15值sss二60485.9511-11904.5869x5.0217二704.8423kM-mN=H=11904.5869kNs12'4截面M=MHy-表(111)-19值=60485.9311-11904.5869x5.02170.1261x7.3095x25x85.94842=-41850.9570kM-mN=HcosQ+L表(III)T9值A(chǔ)ylsinQ=11904.5869x0.82516+0.25439x7.3095x25x85.9484x0.5649二12080.2186kN3'拱腳截面7.3095x25x85.94842M=Mh/L表(HD-19值竽60485.9311-11904.5869x5.0217-0.51758x=-173966.2964kM-mN二HcosQ+表(111)-19值A(chǔ)yl