《空腹式等截面悬链线箱型无铰拱桥方案计算书 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空腹式等截面悬链线箱型无铰拱桥方案计算书 .docx（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品名师归纳总结空腹式等截面悬链线箱型无铰拱桥设计运算书一、 设计资料 自拟）2设计荷载：大路 - 级，人群荷载 3.5KN/m净跨径： L0=50+学号 =50+24=74m，矢跨比： f 0/L 0=1/5 ，所以 f 0=14.8m，桥宽2.5+10+2.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结拱顶填土包括桥面的平均高度 hd=0.6m，材料容重13=22.5KN/m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3护拱及拱腔为 1 号石灰砂浆砌筑片石，1 22.5 KN/m3主拱圈 40 号钢筋混凝土，材料容重：2 =25 .5KN/m腹拱圈 30 号混凝土，材料容重：3 =
2、 24.5 KN/m 33拱上立柱 墙）材料容重：4 25 KN/m桥面铺装为 8cm 钢筋混凝土 4 25 KN/m3 ）+6cm 沥青混凝土 5 23 KN/m3 ） 人行道板及栏杆重 52.0 KN/m双侧）合拢温度： 15o c最高月平均温度 35 o c最低月平均温度 0 o c二、 设计内容1、确定主拱圈截面构造尺寸，运算拱圈截面几何特性、物理力学特点值。2、确定主拱圈拱轴系数m，拱轴线悬链线方程及拱上建筑的构造布置和几何构造尺寸。3、拱圈弹性中心及弹性压缩系数 。4、主拱圈结构内力运算 恒载、活载）。5、温度变化、混凝土收缩徐变引起的内力。6、主拱结构的强度和稳固运算。三、 流程
3、图四、 具体运算（一） 主拱圈截面构造及截面几何要素运算可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1、主拱横截面设计拱圈截面高度按体会公式估算D=L0/100+ =74/100+0.8=1.54m为便利运算，取 D=1.6m拱圈由 9 个 1.5m 宽的拱箱组成，全宽 B0=13.5m构造图如附图所示：2、箱型拱圈截面几何性质2截面积： A=1.6*1.5-1.2*1.2+0.1*0.1*2）*9=8.82m绕箱底边缘的净矩：3S=1.6*1.5*0.8-1*1.2*0.8-24=3.1108m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结r1/21/2拱圈截面绕重心轴的回转半径=0.
4、594m 二确定拱轴系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结拱轴系数 m 的确定，一般采纳“五点重合法”，先假定一个m值，定出拱轴线，拟定上部结构各种几何尺寸，运算出半拱恒载对拱桥截面形心的弯矩Mj和自拱顶跨截面形心的弯矩。其比值=。求得值后，可由 m = 表III-208得：sin j =0.70097， cosj = 0.71319 ， j =44.50490主拱圈的运算跨径和运算矢高：l =l 0+2 y下 sin j =74+2*0.8*0.70097=75.12m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ff 0y 下 1cosj14.8+0.8*-1值 f ，相应
5、的拱背曲面坐标 y1 =y1坐标 y 1=y1+y 下/cos 。y上 /cos ，拱腹曲面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主拱圈几何性质表 m=2.814截面号xy1/f （查表y1-1 ）cos 查表 -20 （8）y上）/cosy下/cos y1-y 上/cos y1+（y下/cos 037.56115.0290.713191.12172072 1.1217207213.9072792816.15072072134.430.81004812.174211390.764311.0466957121.04669571211.1275156813.2209071231.30.6
6、472899.7281063810.8110.9864364980.9864364988.74166988310.71454288328.170.5084717.6418106590.852380.9385485350.9385485356.7032621248.580359194425.040.39082 5.873633780.8880.9009009010.9009009014.9727328796.774534681521.910.2919884.3882876520.917820.8716306030.8716306033.5166570495.259918255618.780.21
7、3.156090.942120.8491487280.8491487282.3069412724.005238728715.650.1432182.1524233220.961370.8321457920.8321457921.320277532.984569114812.520.0903081.3572389320.976140.8195545720.8195545720.537684362.17679350499.390.0502130.7546511770.986960.8105698310.810569831-0.0559186541.565221008106.260.0221330.
8、3326368570.994330.8045618660.804561866-0.4719250091.137198723113.130.0055060.0827496740.99860.80112157 0.80112157-0.7183718960.8838712441200010.80.8-0.80.8d+f 0，分别运算如下表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由 D0=f 0/ l 0 =1/8 ，就 R0=5.95,sin 0=0.470588，cos0 =0.882353,0=28.072472腹拱拱脚的水平投影和竖向投影x=d sin 0=0.4*0.470588=
9、0.1882m 。y=d cos0=0.4*0.882353=0.3529m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2k=lnm+m-1 ）1/2）=1.694573307腹孔墩高度运算表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1号立柱32.50.86528212.1456628414510.620902520.7667033991.26009298.924628282号立柱25.80.68690019.518640040296.2757464730.5402194971.13659051.202164743号立柱19.10.50851907.082617239133.2712
10、155620.3634742241.0640082.209700084号立柱12.40.33013804.45594437971.3306791840.2202144391.0239558504.16151空实腹段分界12.050.32082000.251436530441.2548067770.2133711781.02251002.70486798线多加的14.可850删.39536704.162699790631.9300570580.2695916991.03570205.077514952、上部结构恒载运算项目 lx=2lx/lky1=f/m-1*c-h1ktan=2fk*shk/l
11、*m-11/cos=tan2+1h可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1）人行道板及栏杆重 52.0 KN/m双侧）2）拱顶填料及沥青表层处重0.5*6*10/2*2*22.5+0.08*10/2*2*25+0.06*10/2*2*23=168.8KN/m3以上两部分恒载有拱圈平均分担，就换算成容重为1 22.5 KN/m的运算平均填料厚度为hd=52+168.8）/13.5/22.5=0.72691358KN/m（2） ） 主拱圈P0-12 =表 -198 ）值） A 2 l2Ml/4 =表 -198）值） A 2 l /42Mj =表 -19表 -19表 -19 40023.2
12、87588.82表 -190.52303165953.543、横隔板横隔板的设置受箱肋接头位置的掌握，必需先确定接头位置后再按箱肋轴线等弧长布置横隔板1 箱肋有关几何要素： 箱肋构造图：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2a、箱肋截面积 A=2*0.15*1.6+1.2*0.2+0.5*2*0.1*0.1=0.73mb、截面静矩J=2*0.15*1.6*1.6/2+1.2*0.2*0.2/2+2*0.5*0.1*0.1*确定箱肋接头、设置横隔板a、确定接头位置箱肋分三段吊装合拢，接头宜选在箱肋自重作用下弯矩值最小的反弯点邻近， 即=0.350.37 之间，此处相应的弧长为Sx =
13、13.1m就接头位置接近 =0.35 处。b、端段箱肋弧长SI =1/2S - S=1/2*82.69679462-2626.2=28.24839731 mc、端肋设置 11 道横隔板，就端横隔板距离起拱面的长度为S=SI -2.56*10-0.3=2.34839731m3横隔板与接头加固部分的重力横隔板厚均为 0.06m，靠拱脚的一块为实心板，其余为空心板。接头处两相邻横隔板之间以及拱脚截面至第一块横隔板之间的箱底板和两侧板均加厚0.1m， 断面尺寸如图：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a. 横隔板重力空心板P=1.2*1.2-0.4*0.1*0.1/2-0.8*0.68+4
14、*0.08*0.08/2*0.06*25.5*11=15.261444 KN实心板P=1.2*1.2-4*0.1*0.1/2*0.06*25.5*11=23.8986 KNb. 中间接头加强部分P=1*0.1+2*1*0.1+0.1*0.1*0.3*2-0.06*25.5*11=46.9557 KNc. 拱脚加强段P=1*0.1+2*1*0.1+0.1*0.1*2.34839731 *25.5*11=40.2057KNd. 各集中力的作用横坐标各集中力作用线的横坐标 l x 可以依据 k=Sx/l/2 值从书后附表 1 查得值， 再由 l x=l /2* 求得。 l x 的值和各集中力分别对l
15、/4和拱脚截面的力臂见下表。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结各集中力的横坐标与力臂运算表集中力编号Sx2Sx/llx=l*/2l/4-lx力臂l/2-lx1号2.560.068460210.0684280972.5587991416.221235.001202162号5.120.136920420.1367328775.11298693813.6670132.447013063号7.680.205380630.2047799657.65753864511.1224629.902461364号10.240.273840840.27239799610.186046188.59395
16、427.373953825号12.80.342301050.33949477612.695062066.08493824.864937946号13.40.358346420.35513318113.279844345.50015624.280155667号15.960.426806630.42127315515.753081423.02691921.806918588号18.520.495266840.48653218118.1933763819.36662362（ l/4-lx64.216641289号21.080.563727050.55073366120.5941254516.96587
17、45510号23.640.632187260.61349589822.9410555214.6189444811号26.20.700647470.67481644325.2340749812.3259250212号28.760.769107680.73453167727.4670654410.0929345613号31.320.837567890.79248436129.634147167.92585284314号33.880.90602810.8485228331.729648765.83035124515号36.440.974488310.90242848533.745395913.814
18、604086（l/2-lx282.80314760号000018.7837.56中接头13.10.350323740.34733555112.988259875.7917424.57174013拱脚加强段40.171.074349260.92711650134.668579192.8914208134、拱上空腹段（ 1） 腹孔上部腹孔上部构造：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结腹拱圈外弧跨径l 外=l 0 +2dsin 0=6+2*0.4*0.470588= 6.37647 m腹拱圈内弧半径R0=l 0/2sin 0）=6.0/*0.4*24.5*13.5=852.400341
19、KN腹拱上的护拱重力2Pb=2sin 0-sin 0cos 0- 0R 2 B 0=2*0.470588-0.470588*0.882353- 28.072472*3.1415926/180*6.375+0.4/2*6.375+0.4/2*22.5*13.5=472.6508439KN填料及桥面系重力Pc=l 外 hd1B0 =6.37647*0.72691358*22.5*13.5=1407.924664 KN腹拱墩起拱线以上部分重力Pd=0.6-0.1882*0.3529*25+1.15-0.3529*22.5+0.72691358*22.5*0.6-2*0.1882*13.5= 152.
20、5556 KN一个腹拱总重力P=Pi=852.400341+472.6508439+1407.924664+152.5556= 2885.531489 KN2 腹孔下部 /2*0.7*13.5*25=94.5 KN1 号立柱重力P=6* 9.26282821 -0.4*0.6*0.5*25 =398.827269 KN2 号立柱重力P=6* 5.01647438 -0.4*0.6*0.5*25=207.7413469 KN3 号立柱重力P=6* 2.07000898 -0.4*0.6*0.5*25=75.15040405 KN4 号立柱重力P=6* 0.1615145 -0.1*0.6*0.5
21、*25=2.768153 KN3 腹孔集中力P13=2885.531489+118.125 +94.5 +398.827269 =3496.98376 KNP14=2885.531489+118.125 +94.5 +207.7413469 =3305.897836 KNP15=2885.531489+118.125 +94.5 +75.15040405 =3173.306893 KNP16=2885.531489+118.125 +94.5+2.768153 =3100.925 KN5. 拱上实腹段拱上实腹段构造：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 拱顶填料及桥面系重P17=
22、l xhdB01 =12.4* 0.72691358 *22.5*13.5= 2737.92 KN2）悬链线曲边三角形P18=lf 1/2m-1 ） k ） shk -k ） 2 B0=75.12*14.7072793/2*2.814-1）*1.69457331 ） *sh0.543653044-0.543653044） *25*13.5=1648KN式中： f 1=f+y 上1-1/cos j ）=15.029+0.8*1-1/0.0.71319）=14.7072793 m其重心距原点的距离为l x=shk-k /2 ）-chk -1 ）/k ）/RB02式中： g1=1 hd=22.5*
23、0.72691358 =16.35556 KN/m2g2= R+d /2-R+d /2 2-l 2 /4 1/2 =16.53815155 KN/m222g3= 3d=24.5*0.4=9.8KN/m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由 D0=f 0/ l 0 =1/8 ，b=I/AR =0.000272查表可得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C1=0.7769488 ， C2=0.1072884， C3=0.7900976 F=0.7769488x16.35556+0.1072884x16.53815155+0.7900976x9.8 ）可编辑资料 - - -
24、欢迎下载精品名师归纳总结半拱恒载对拱脚和 l/4 截面产生的弯矩l/4截面拱脚截面项目主拱圈集中力编号重力（ KN） P0-129341.03985力臂力矩（ KNm） 40023.28758力臂力矩（ KNm） 165953.5445P1-14213.660216（l/4-lx=I5193720.54145（l/2-lx=I6760423.7816P1523.89863.81460408691.1636972横隔板及加强P段07.63072218.78 143.304959237.56286.6099183中接头46.9557 5.791740132 271.955212124.571740
25、13 1153.783258拱脚段204.2048882.891420813590.4422635P133496.983765.0617694.73782P143305.8978411.7638877.35855P153173.3068918.4658579.24525P163100.924646.73 20869.2228425.1678019.26399P172737.926.3817467.929625.1668886.0672腹拱推力F1972.723272.98254 5883.72605514.8554529305.6918729273.5516113981.7831548725.
26、81750.20772083 0.210.002279X13.5x6.575= 1972.723268 KN腹拱拱脚推力的纵坐标e=d+f 0 -y /2-y上=0.4+0.75-0.3529/2-0.8=0.17355m腹拱推力对各截面重心产生的力矩M7、i =FXyi -e ）验算拱轴系数拱上空腹段实腹段 P181648.405229.464793788 15601.8154628.24479379 46558.86543由表可知： =113981.7831/548725.8175=0.20772083该值与 m=2.814， y./ f =0.210 之差小于半级 0.0025 ，所以可
27、以确定上面拟定的设计拱轴系数 m=2.814。三）拱圈弹性中心及弹性压缩系数1、弹性中心ys=表） -3 值） f=0.333431* 15.029=5.0111m2、弹性压缩系数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2r w /f2=0.594/15.029 ）2=0.001562可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 1=表） -9 值） *r w /f2=11.1272*0.001562=0.017381可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2=表） -11 值
28、） *r w /f 1/1+ ） =0.0171352=9.18594*0.001562=0.014348可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结*作近似运算。2）“拱轴线恒载”内力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a、推力b、考虑弹性压缩的“拱轴线恒载”内力见下表：考虑弹性压缩的拱轴线恒载内力项目拱顶截面l/4截面拱脚截面cos 10.942120.71319Hg=Hg-F38591.5084736618.785236618.7852（1- 1/1+ ）*Hg37930.2429735991.3223235991.32232Ng=Hg/cos38591.50847388
29、68.4936151345.06261 N= 1/1+ *Hg*cos661.2654977591.1453327447.5002546N=Ng- N37930.2429738277.3482850897.56236Y=ys-y15.01111.85501-10.0179 M= 1/1+ *Hg*y3313.6675351163.949925-6285.86043注：从拱顶到第 8 截面 F=0，第七截面到拱脚 F=1972.723268KN。3）考虑确定 m系数偏差影响的恒载内力考虑 m 系数偏差影响的恒载内力等于“拱轴线m 的恒载”内力减去“假载”的内力，运算结果见下表：考虑“五点”偏差的
30、恒载内力截面拱顶截面l/4 截面拱脚截面项目 拱轴线恒载假载qx合计（减去拱假轴载线）恒载假载qx合计拱轴线恒载假载qx合计水平力 38591.50852096.4183969495.0894386618.78522096.4189394522.3662316618.78250296.5825364952轴力37930.2432096.4183959833.823938277.348218975.07823569302.2705002897.562236662.2746428423弯矩3313.66758455.99119284357.6763317163.9499-23544.9130715
31、5208.8630-061285.860413097.0803-7336822、“恒载压力线”偏离拱轴线的影响 “恒载压力线”与拱轴线在“五点”以外的偏离影响可以用一般力学原理进行运算。1）“恒载压力线”偏离拱轴线的偏离弯矩Mp。运算恒载偏离弯矩 Mp，第一要运算出桥跨结构沿跨径各等分段的分块恒载对各截面的力矩，再算各截面压力线的纵坐标，然后才能求得Mp。下面按主拱圈、拱上实腹段和各集中力三部分运算各分块恒载对各截面的力矩。a、主拱圈自重对各截面产生的力矩M1在这里，对于所要求的每一等分而言，积分上限为常数，并不计等式前面的负号，就上式为式中，可依据 值从附表 1-1 查得。，可依据 值从附表 1-2 查得.KNm主拱圈对各截面力矩 M1的值见下表：