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1、等截面懸鏈線混凝土空腹式箱形拱橋設計與計算目錄31/311設計資料…………………………………………………………………………………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…………………………………………………………………………………77公路—Ⅰ級汽車荷載效應………………………………………………………………88《規(guī)范》第5.1.4條第
2、1款拱的強度驗算用的人群荷載效應………………………139溫度作用和混凝土收縮作用效應………………………………………………………1410《規(guī)范》第5.1.4條第2款拱的整體“強度—穩(wěn)定”驗算…………………………1611拱腳截面直接抗剪強度驗算用的荷載效應…………………………………………1812拱圈作用效應標準值匯總……………………………………………………………1913拱圈截面強度驗算……………………………………………………………………2114拱圈整體“強度—穩(wěn)定”驗算…………………………………………………………2815拱腳截面直接抗剪驗算………………………………………………………………2931/
3、311、設計資料設計荷載：公路—Ⅰ級，人群荷載2.9kN/m2橋面凈寬：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：6.0k/m拱圈材料重力密度：=25kN/參考文獻：《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTGD60-2004；《公路橋涵設計手冊，拱橋（上冊）》（1994年）；《橋梁工程》下冊；有關(guān)拱橋設計圖紙。2﹑主拱圈截面幾何要素計算1.主拱圈橫截面設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．拱圈幾何力學性質(zhì)拱圈截面如圖1所示：圖1箱形拱截面（尺寸單位
4、：㎝）拱圈截面為C35混凝土與C35混凝土預制板的組合截面。假定拱軸系數(shù)m=2.24,/f=0.22(為拱軸線1/4拱跨處坐標，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（Ⅲ-2）],sin=0.6145,cos=0.7889.由應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=0.632m31/31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l=+2ybsin=70+20.7680.6145=70.94m計算矢高f=+
5、(1-cos)=70/6+(1-0.7889)0.76=11.829m計算矢跨比f/l=11.829/70.94=0.16673拱軸線長度==1.0739470.94=76.185m[v1見《1994年手冊》附表Ⅲ-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
6、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，如表2所示。31/31表2立墻號距拱腳(㎜)位置(截面號之間)相應(㎜)相應距拱腳(㎜)相應/cos(㎜)P16220#2～#37801～61785912～8868734～709P212720#4～#54784～359811823～14779689～673P319220#6～#72602～178417735～20691661～651P425720#8～#91129～63023647～26603644～638P532220#10～#11278～6929558～32514635～633b)立
7、墻處計算P1=7801-(7801-6178)/(8868-5912)(6220-5912)=7632㎜P2=4784-(4784-3598)/(14779-11823)(12720-11823)=4424㎜P3=2602-(2602-1784)/(20691-17735)(19220-17735)=2191㎜P4=1129-(1129-630)/(26603-23467)(25720-23467
