拱桥计算EXCEL
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AutoCAD和Excel在拱轴线变形量计算中的应用
AutoCAD和Excel在拱轴线变形量计算中的应用罗娟1 伍建强2（江西公安专科学校科技系南昌3301031）1（江西省交通科学研究院南昌3300382）2摘要由于拱轴线测量数据庞大，拱轴线变形量计算较为困难，通过在Excel中编辑纵桥向与高程的坐标数据组，在AutoCAD中利用这些数据多点粘贴并连成线，可以快速地完成批量拱轴线，使繁琐的工作变得简单。
关键词AutoCAD Excel 拱轴线变形中图分类号TP393.03 文献标识码A文章编号090908-5148Application on AutoCAD and Excel in theDeformation Calculation of Arch AxisLuo Juan1 Wu Jianqiang2（Jiangxi Science and Technology Department of Public SecurityCollege Nanchang 3301031）1（Transportation Research Institute of Jiangxi Province2 Nanchang 3300382）2Abstract As the arch axis measurements of a large，arch axis deformation calculation is more difficult，by the bridge to Excel，edit the longitudinal coordinates and elevation data sets，the use of these data in the AutoCAD paste and connected into a multi-point line，it can quickly complete the bulk arch axis，so that it makes the cumbersome task easyily.Keywords AutoCAD Excel Deformation of arch axis在桥梁长期运营期间，由于频繁承受荷载，甚至超载；再加上自然界乃至自然灾害的侵袭（如地震、洪水），会造成桥梁损伤或局部破坏，而拱桥中的拱轴线变形是桥梁病害检测内容之一。
§9.3拱桥的计算
y1ds ∫s EI (9.21) ys = ds EI f (chξk − 1) (6) y1 = m −1
dx l1 = = dξ = l 1 + tg 2ϕ dξ ds cos ϕ cos ϕ 2
l = 1 + η 2 sh 2 kξ dξ 2
f ys = ⋅ m −1
∫0 (chkξ − 1)
2
−1
(
)
(7 )
（2）若已知m，则y1由（6）求得，换言之，当跨径和矢 高确定后， y1仅随m而变化，故有不同的m可得到不同的 拱轴线形状。其线形特征可用1/4点纵坐标的大小表示：
y1 =
4
f ⎛ k ⎞ ⎜ ch − 1⎟ m − 1⎝ 2 ⎠
k chk + 1 m +1 Q ch = = 2 2 2
y1 ∴
4
f
=
m +1 −1 1 2 = m −1 2(m + 1) + 2
(8)
可见，随m 增大，拱轴线抬高
（3）一般的拱桥中，
g j > gd
故 m>1(悬连线拱的拱轴系数，宜采用2.814~1.167， 随跨径的增大或矢跨比的减小而减小)； 当m=1时，表示恒载压力均布，压力线为二次抛物 线，
9.3 拱桥的计算
拱桥计算包括成桥状态受力分析和强度、刚度、稳定验 算以及必要的动力分析，施工阶段结构受力分析和验算。
9.3.1 悬链线拱的拱轴方程及几何性质
（一）实腹式悬链线拱 采用恒载压力线（不计弹性压缩）作为拱轴线
M d = 0 Qd = 0
Hg
1、悬链线拱轴方程
Mx 对任意截面取矩： y1 = Hg
' 22
拱桥设计实用计算表2
重力
底梁重力
P1=号[0立.5柱*0重.5
力2号:立P=柱3*重(
力3号:立P=柱3*重(
4号腹拱座 力: P=3*(
重(力3):腹P孔=(
集中力
P13 =
P14 =
P15 =
5.拱上实 P16 =( 腹段(1()如拱顶 填料及桥 P17=Lxhd
(2)悬链 γB =
线曲边三 f1=f+y上
(1-1/cosφ
m^2
0.6512 0.6508
0.79641
m m
0.60476 0.79641
y1/f
主拱圈几何特性表
1 0.821783 0.665442 0.52911 0.411164 0.310395
6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 12.000
2.拱上腹 孔布置
y
3.824
△M
36.435
20.458
Mp
1331.124 1353.853
考虑弹 性压缩的
项目 cos 与Ms相in应的 与M相H1应的 V N △H △N Np M y △M Mp
拱顶截面
Mmax
Mmin
1.000
0.000
105.952
97.384
105.952
97.384
1.855
1.705
公路1级
相应的H1 公路1级
拱脚截面 相应的V1 公路1级
不计弹性 压缩的人
截面
拱顶截面
l/4截面
考拱虑脚弹截性面 压缩的汽
项目 cos 与Ms相in应的 与M相H1应的 V N △H △N
项目 Mmax 相应的H1 Mmin 相应的H1 Mmax 相应的H1 Mmin 相应的H1 Mmax 相应的H1 相应的V1 Mmin 相应的H1 相应的V1
交岔点、三心拱及圆弧拱excel计算程序(完整)
(m)
(m2)
(m2)
1/4
3.7989 0.7255 53.130102 63.434949 5.129
3.50 11.06
2/5
2.9627 1.7298 77.319617 51.340192 7.098
7.86 7.86
2/5
3.2482 2.0211 78.801321 50.599339 8.037 10.12 26.92
1/3
2.0757 0.7829 67.380135 56.309932 3.980
2.36 2.36
1/3
2.0757 0.7829 67.380135 56.309932 3.980
2.36 2.36
1/4
3.6180 0.6910 53.130102 63.434949 4.885
3.17 3.17
=90°-φ/2。（本表中浅青绿色填充的单元格由使用者填写，其他单元格的不要动）
注意：当巷道有
支护，为保持巷道支护厚度不变，当采用墙和拱向外平移的方式时，外部线条围成的就不是标准的三心拱。因此，采用本表计算的拱部弧长和
拱部面积就会稍微偏小，但作为工程量计算影响甚微。
1
R
2
1 4
f
2
1 4
f
2
B
（本
半圆拱参数计算
序号
巷道名称
拱部半 墙高 径(m) (m)
巷宽 拱部弧长 拱部面积 全断面积
(m)
(m)
(m2)
(m2)
1
2.1 1.72 4.2
6.60
6.93
14.15
2
1
2
3.14
1.57
拱桥计算程序 EXCEL公式嵌套,设计计算模板
1261.32 1277.99 1338.82
Mg=μ1/（1+μ）*Hg'*y
38.50
32.70
14.25
l/8截面 -1.42 0.85238 1247.12 1479.77 -20.21
拱脚 -5.42 0.71319 1247.12 1768.57 -76.96
1、活载内力计算
（1）、汽车、挂车和人群荷载的内力
5200000
拱圈设计 温差(0C)
20
（一）确定拱轴系数
1、拟定上部结构尺寸
（1）、主拱圈几何尺寸
截面高度 d'(m)
0.9143
采用截面 横截面面积 高度d(m) A（m2)
0.9
0.9000
惯性矩 I(m4) 0.0608
二、主拱圈计算
截面抵抗 截面回转 假定拱轴 矩W(m3) 半径γw(m) 系数m
2 1.000000 0.810048 0.647289 0.508471 0.390820 0.291988 0.210000 0.143218 0.090308 0.050213 0.022133 0.005506 0.000000
y1
3 8.1291 6.5849 5.2619 4.1334 3.1770 2.3736 1.7071 1.1642 0.7341 0.4082 0.1799 0.0448 0.0000
6.9298 3.4982
截面 拱顶 l/4截面
拱脚
不计弹性压缩的汽车和人群内力计算表
项目
Mmax
相应的H1
Mmin
相应的H1
Mmax
相应的H1
Mmin
相应的H1
Mmax
公路桥梁技术状况评定分值计算EXCEL表格(梁桥-拱桥)
评价部件
河床 调治构造物 桥面铺装 伸缩缝装置 人行道 栏杆、护栏 排水系统 照明。标志
权重
0.07 / 0.47 0.29 / 0.12 0.12 /
桥面系
88.86 80.52 100.00
14 15 16
入，若存在且无病害，在后端输入“1” 扣分 3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 总扣分 值 25.00 58.84 45.00 0.00 0.00
——> 构件最终 得分 75.00 41.16 55.00 0.00 0.00 ——> 构件最终 得分 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ——> 构件最终 得分 同类病害 构件数 同类病害 构件数 同类病害 构件数 4 1 1
<—— 比例 （%） 66.67 16.67 16.67 0.00 0.00 <—— 比例 （%） 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 <—— 比例 （%） 平均得分 构件总数 数n #DIV/0! 对应t值 #N/A 平均得分 构件总数 数n 77.35 平均得分 构件总数 数n 9 对应t值 8.300
梁式桥各部件权重及得分 类别
1 2 3 4 5 6 7 8
评价部件
上部承重构件 上部一般构件 支座 翼墙、耳墙 锥坡、护坡 桥墩 桥台 墩台基础
权重
0.85 / 0.15 0.02 0.01 0.31 0.31 0.29
得分
41.16 / 84.22 91.12 91.12
部位
下部结构
类别
9 10 11 12 13
同类病害 构件数 2
比例 （%） 33.33 0.00 0.00 0.00 0.00
拱桥工程量计算
1 拱圈计算
拱桥工程量
净跨径L0 拱矢比（f0/L0)
f0
内半径r
5.00
0.25
1.25
3.13
2 拱上侧墙
①
1/2拱
②
1/3拱
净跨径L0
拱角x
参数l
侧墙体积
5.00
0.28
5.56
6.13
③
1/4拱
5.00
0.28
5.56
6.13
④
1/5拱
8.50
0.24
8.98
16.46
3 U型桥台
①
台身
涵长
桥台顶宽W 桥台底宽a1 拱角x
11.00
1.50
1.98
0.28
8.00
1.20
2.47
0.46
②
侧墙 桥台底宽a1 桥台顶宽W
拱角x
拱角y
1.98
1.50
0.28
0.21
侧墙底宽C1
襟边dd
基础侧边长A 基础厚度D
1.69
0.10
2.29
0.60
4 桥台护拱
护拱尖角至拱圈 顶部水平距离S’
外半径R
拱圈厚度d 0.35
外半径R 拱半内角φ0
3.48
0.93
拱角x 0.28
拱角y 0.21
拱轴长度S 6.12
拱角y 0.21 0.19 侧墙高H 4.35 基础宽度 1.89
桥台高h 1.90 4.88
桥台高h 1.90
基础体积 5.19372
台身体积V 40.00 74.08
侧墙边坡m' 4.00
1.50
3.70
拱桥工程量
净跨径L0 拱矢比（f0/L0)
f0
内半径r
5.00
0.25
1.25
3.13
2 拱上侧墙
①
1/2拱
②
1/3拱
净跨径L0
拱角x
参数l
侧墙体积
5.00
0.28
5.56
6.13
③
1/4拱
5.00
0.28
5.56
6.13
④
1/5拱
8.50
0.24
8.98
16.46
3 U型桥台
①
台身
涵长
桥台顶宽W 桥台底宽a1 拱角x
11.00
1.50
1.98
0.28
8.00
1.20
2.47
0.46
②
侧墙 桥台底宽a1 桥台顶宽W
拱角x
拱角y
1.98
1.50
0.28
0.21
侧墙底宽C1
襟边dd
基础侧边长A 基础厚度D
1.69
0.10
2.29
0.60
4 桥台护拱
护拱尖角至拱圈 顶部水平距离S’
外半径R
拱圈厚度d 0.35
外半径R 拱半内角φ0
3.48
0.93
拱角x 0.28
拱角y 0.21
拱轴长度S 6.12
拱角y 0.21 0.19 侧墙高H 4.35 基础宽度 1.89
桥台高h 1.90 4.88
桥台高h 1.90
基础体积 5.19372
台身体积V 40.00 74.08
侧墙边坡m' 4.00
1.50
3.70
混凝土简支桥梁计算书—计算表格
1.2549 1.2549 1.2549
表5-1 内力值 153.31 181.86 -54.11 -6.01 -21.32 -19.91 80.79 79.81 57.26
3411.97
2559.02 1.4 1.4 0.8 3216.64 2412.52 2993.40 2245.09 表4-10 弯矩效应①×②× (③×④+⑤×⑥) 94.67 87.28 87.98
：kN） la 19.68
lb 5.28
a
b
7.76
4.72
表4-12 剪力效应 170.43 147.04 174.27
kN·m）
表4-8 弯矩效应 ω0 ①×②× ③ ③ 75.03 115.47 56.27 75.03 56.27 75.03 56.27 86.60 74.62 55.96 67.53 50.65 表4-9
γ Qj
γ Q1
ψc
γ 0 (γ Gi S Qik +ψ c γ Qj S Qjk +γ Q1 S Q1k )
γ0
γ Gi
1（5）
M 1/2
1（5） 2（4） 3
M 1/4 M 1/2 M 1/4 M 1/2 M 1/4
1002.46 1391.38 1043.53 1391.38 1043.53
86.60 74.62 55.96 67.53 50.65
899.34 1045.30 784.00 891.51 668.66 1.0 1.2
主梁截面尺寸及参数 表4-1 平均板厚h 1 重心位置a x 惯性矩I x 截面尺寸/cm cm 翼板宽 翼板厚 端部 根部 160 8 14 160 18 11 53.8 11780672
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恒载计算
拱高 f (m) 3.25 拱跨度 L 矢高比 (D=f/L) 桥宽 (m) 拱顶桥 拱顶填 拱圈厚度 面与拱 料厚度 d 脚桥面 hs (m) 的高差 (m) ▽ 0.5 0.59 0.2 sinφ cosφ
0
0
13
0.25
6.5
0.8
0.6
拱脚处填 拱脚处拱 拱顶荷载 拱脚处填 拱脚荷载 料荷载强 圈自重荷 强度qs 强度qk 料厚度 度 载 24.712 3.473333 69.46667 20 90.37867
备注 50号砂浆砌300号 块石[σ ]=1.7mpa
最大拱推力及相应的竖直反力
活荷载作用下 恒荷载作用下 较小坚直 最大水平 坚直反力 水平推力 反力 推力 Va Ha Va Ha 59.6 119.2 1968.9 1274.3 拱脚对桥台的竖 直反力 Va (kn) 2028.5 拱脚对桥台的水 平推力 Ha (kn) 1393.5
根据＜＜农桥＞＞一书中拱桥章节编写。P74
侧向土压力计算
静止土压 力系数 £ 0.45 拱高 f (m) 3.25 填土容重 r (kN/m3) 17 拱顶填 料厚度 hs (m) 0.59 拱顶桥 拱圈厚度 面与拱 拱顶土 拱脚土 d 脚桥面 压力 压力 (m) 的高差 q1 q2 ▽ 0.5 0.2 6.43 29.76
注：静止土压力系数£：砂土：0.25，亚砂土：0.35，亚粘土：0.45，粘土0.55.
15.38462 7.6923
注：1、拱顶填料厚度小于50cm时，后轴荷载作用在拱顶要计入冲击系数 2、跨径L<20米时，冲击系数=1.2 3、跨径L≤8米时，不布置前轴荷载。
拱圈内力组合及截面强度验算
项目 拱顶Ns 拱脚Nk 恒载 254.8 360.0 活载 21.4 13.8 拱顶截面强度 拱顶截面强度 (σ a=N/(0.4A)) (σ a=N/(0.57A)) 备注 恒载+活载 (Mpa) (Mpa) 1.38 276.3 50号砂浆砌300号 块石[σ ]=1.7mpa 1.31 373.8
缘石重 二侧栏杆 填料荷 (按 拱圈荷 重(按 载(按 0.15*0. 载 1.2kn/m 20kn/m3 3尺寸计 (r=24) 算) 算) 算) 0.48 0.432 11.8 12
计算
拱顶水平 拱脚水 拱脚坚 拱脚轴 推力 平推力 向反力 向力 Hs(KN) Hk Vk Nk 254.8 196.0 302.9 360.0
主拱圈恒载内力计算
拱高 f 3.25 拱跨度 L 13 矢高比 拱顶荷载 拱脚荷载 强度qs 强度qk (D=f/L) 0.25 24.712 拱顶土 拱脚土 压力 压力 q1 q2 29.76 sinφ 0.8 cosφ 0.60 Nhomakorabea0
90.37867 6.43
主拱圈活荷载内力计算
汽车后轴 汽车前轴 重(kn) 重(kn) 100 50 桥宽 (m) 6.5 冲击系数 后轴荷载 P后 (1+u) 1.2 前轴荷 拱顶轴 拱脚轴 载 向力 向力 P前 Ns Nk 21.4 13.8
拱高 f (m) 3.25 拱跨度 L 矢高比 (D=f/L) 桥宽 (m) 拱顶桥 拱顶填 拱圈厚度 面与拱 料厚度 d 脚桥面 hs (m) 的高差 (m) ▽ 0.5 0.59 0.2 sinφ cosφ
0
0
13
0.25
6.5
0.8
0.6
拱脚处填 拱脚处拱 拱顶荷载 拱脚处填 拱脚荷载 料荷载强 圈自重荷 强度qs 强度qk 料厚度 度 载 24.712 3.473333 69.46667 20 90.37867
备注 50号砂浆砌300号 块石[σ ]=1.7mpa
最大拱推力及相应的竖直反力
活荷载作用下 恒荷载作用下 较小坚直 最大水平 坚直反力 水平推力 反力 推力 Va Ha Va Ha 59.6 119.2 1968.9 1274.3 拱脚对桥台的竖 直反力 Va (kn) 2028.5 拱脚对桥台的水 平推力 Ha (kn) 1393.5
根据＜＜农桥＞＞一书中拱桥章节编写。P74
侧向土压力计算
静止土压 力系数 £ 0.45 拱高 f (m) 3.25 填土容重 r (kN/m3) 17 拱顶填 料厚度 hs (m) 0.59 拱顶桥 拱圈厚度 面与拱 拱顶土 拱脚土 d 脚桥面 压力 压力 (m) 的高差 q1 q2 ▽ 0.5 0.2 6.43 29.76
注：静止土压力系数£：砂土：0.25，亚砂土：0.35，亚粘土：0.45，粘土0.55.
15.38462 7.6923
注：1、拱顶填料厚度小于50cm时，后轴荷载作用在拱顶要计入冲击系数 2、跨径L<20米时，冲击系数=1.2 3、跨径L≤8米时，不布置前轴荷载。
拱圈内力组合及截面强度验算
项目 拱顶Ns 拱脚Nk 恒载 254.8 360.0 活载 21.4 13.8 拱顶截面强度 拱顶截面强度 (σ a=N/(0.4A)) (σ a=N/(0.57A)) 备注 恒载+活载 (Mpa) (Mpa) 1.38 276.3 50号砂浆砌300号 块石[σ ]=1.7mpa 1.31 373.8
缘石重 二侧栏杆 填料荷 (按 拱圈荷 重(按 载(按 0.15*0. 载 1.2kn/m 20kn/m3 3尺寸计 (r=24) 算) 算) 算) 0.48 0.432 11.8 12
计算
拱顶水平 拱脚水 拱脚坚 拱脚轴 推力 平推力 向反力 向力 Hs(KN) Hk Vk Nk 254.8 196.0 302.9 360.0
主拱圈恒载内力计算
拱高 f 3.25 拱跨度 L 13 矢高比 拱顶荷载 拱脚荷载 强度qs 强度qk (D=f/L) 0.25 24.712 拱顶土 拱脚土 压力 压力 q1 q2 29.76 sinφ 0.8 cosφ 0.60 Nhomakorabea0
90.37867 6.43
主拱圈活荷载内力计算
汽车后轴 汽车前轴 重(kn) 重(kn) 100 50 桥宽 (m) 6.5 冲击系数 后轴荷载 P后 (1+u) 1.2 前轴荷 拱顶轴 拱脚轴 载 向力 向力 P前 Ns Nk 21.4 13.8