【doc】拱涵拱架计算
拱桥拱架设计与承载验算
拱桥拱架设计与承载验算一、基本情况和有关数据1、拱桥设计净跨径L 『1800厘米，拱圈宽度B 0 = 430厘米，矢 高f=360厘米 取拱架预拱度A f=L 0/600=3厘米 则拱架净矢高f 0=f+△f=360+3=363厘米。
考虑到拱圈施工时会产生振动，拱圈浆砌块石 容重取Y = 2.4x 1.20=2.88t/m 3o2、拱盔立柱的纵、横向间距划分靠两桥台排柱和第一节弓形木的平距分别取30厘米和270厘米， 则跨中段的4间档纵平距设五根立柱，@纵二［1800 - (30+270) x2 边］/4档=300厘米，拱盔桁片的横向间距取@横二［430 - 2x15］/3间 档= 133厘米，即拱板间距L 板、跨中立柱、托木和拉梁平均宽度为 16厘米外，其余拱盔桁片宽为14厘米。
3、拱板验算单元宽取20厘米，板厚取7厘米，则85厘米厚拱 圈及拱板等的单位长度重q 拱二(0.85x2.88+0.07x0.75)x0.2 = 0.5001t/m 。
施工集中荷载取p 施= 200kg o4、作用于每棍拱盔桁片上的单位长度的施工荷载为E q ,,=拱(0.5001/0.2+其它 0.16) x1.3+拱盔约 0.32 = 3.779t/m ，取施工荷载 p 施 =400kg o二、拱板强度验算板按二跨连续计算，由《结构静力计算手册》得：E M 板=-0.125 xq 拱 x L 板 2 - O.094xp 施 x L 板=-0,125x 0,5001x 1，332-0.094x0.2x1.33= - 0.13558t-m（支点处弯矩值为负），板的单元宽抗弯截面模量W板二20x72/6=163.33cm3 ,则板的应力6板=E M板/W板=13558/163.33=83.01kg/cm2，因6板v [6]=95kg/cm2，故板的强度可以满足要求。
三、拱盔承载验算及技术措施1、跨中立柱承受垂直荷载最大，且立柱最长（立柱长取363-24=339厘米），其上荷载为N柱=E q拱火@纵+ p施=3.779x3.00+0.4=11.737t，柱截面尺寸取 16x16 厘米，其截面面积A .= 16x16 = 256cm2，截面惯性半径为i柱= 0.289x16=4.6 厘米，柔度入柱=339/4.6=73.70<80，稳定系数查表得⑴柱=0.536，则应力6压柱=N柱/6柱公柱= 11737/（0.536x256）=85.54kg/cm2，因6压v [6]=90kg/cm2 , 故立柱承载能力满足要求。
浅析钢筋混凝土排水拱涵的结构计算
浅析钢筋混凝土排水拱涵的结构计算【摘要】：涵洞作为选矿厂尾矿库或公路工程的重要组成部分，钢筋混凝土排水拱涵作为涵洞的一种重要形式，对其进行研究具有非常重要的意义，本文以下内容将对钢筋混凝土排水拱涵的结构计算进行简要的分析，仅供参考。
【关键词】：钢筋混凝土；排水拱涵；结构计算1、前言涵洞作为道路桥梁或选矿厂尾矿库的重要组成部分，其有盖板涵、圆管涵、箱涵和拱涵等不同结构形式，其都有各自适用的范围。
攀西地区选矿厂繁多，有选矿厂就有尾矿库的情况，尾矿库大多选在“V”型山谷里，这样就破坏了原有的河流或原排水沟等排水设施，若处理不好，很容易产生地质灾害，一种处理方法就是在库内或尾矿坝下设排水设施，由于尾矿堆积较高，涵洞埋得较深，一般是埋深20-100m，一般采用排水拱涵的设计方案；而对于山区道路桥梁建设来说，由于其填土较厚，也一般采用钢筋混凝土拱涵，钢筋混凝土拱涵将上部填土荷载及活荷载转化成为拱的轴向力，极大的发挥了材料的力学性能，是一种受力合理、经济效益高的结构形式。
由以上分析，可知对拱涵的结构计算进行探讨具有非常重要的意义。
本文以下内容将对钢筋混凝土排水拱涵的结构计算进行简要的分析，仅供参考。
2、钢筋混凝土排水拱涵的荷载分析根据作者多年的实践经验，认为钢筋混凝土排水拱涵的荷载主要包含如下几个方面：第一，车辆荷载及其它活荷载。
车辆荷载及其它活荷载在向下传递的过程中会根据土质的类别有一个扩散角，也就是这些荷载是随着拱涵的深度增加而不断减少。
在一定的深度范围内，其荷载是可以忽略不计的，所以在进行荷载分析的过程中，要对拱涵的埋置深度综合考虑。
另外，还应注意对拱涵顶部产生最不利荷载压力的车型，这些选择好后，可以查结构计算手册，查出在拱涵顶深度范围内，车辆荷载的大小。
第二，垂直土压力。
首先要明确回填的土质，最好经过试验确定土自重。
知道了土重就可以根据规范给出的计算公式：σ=γH，进行垂直土压力计算，这个公式直观，但不能反应涵洞真实承受的土压力，这是因为规范规定垂直土压力按涵洞顶面内土柱重量计算，而没有考虑涵洞两侧土体与涵洞顶部土体间的不均匀沉降产生的附加应力，不均匀沉降产生的附加应力对土压力的影响很大，为了消除这一因素的影响，可以参考铁路规范采用土应力集中系数kz来修正规范公式，也就是利用σ=kzγH来进行土压力的计算，土应力集中系数一般为1.00~1.45，具体取值方法可参考铁路桥涵设计基本规范，采用修正后的计算公式所得结果经过验证可以完全满足工程需要。
【doc】拱涵拱架计算
一、工程概况100#拱涵位于xx大道b标K5+375，拱涵基础为C25砼，墙身为C25钢筋砼，拱顶为C30钢筋砼，护拱为C15片石砼。
拱圈厚度1.0m，内拱半径1.0m。
拱涵位于山谷谷底，下雨后施工作业面内长期有水流，施工难度大。
本拱涵拱顶砼较厚，对拱底模板及支撑系统的要求较高。
二、涵洞拱顶砼施工顺序拱支架、模板自出口向进口隔段顺序施工，每段在沉降缝位置分段。
搭脚手搭设→拱架安装→支底模→扎钢筋→支外模→搭浇筑脚手架→浇砼→养生→拆模及支架→护拱施工→防水及沉降缝施工。
1、脚手架立杆用腕扣式脚手架，用上托撑支撑拱架，大小横杆用钢管式脚手架，立杆纵向间距0.75m，横向间距0.9m，步距0.6m，小横杆与涵洞内侧顶紧，部份部位增加托撑加固，并于施工段的两端和中间增加剪力撑。
2、拱架用木材制作，其受力及断面详计算书，制作大样详附图。
拱架置于脚手架立杆上，拱架与拱架之间用50*80木方连接，保证临时脚手架的稳定性，连接形式详附图。
3、钢筋采用￠12，间距为﹫200单层双向钢筋网片，搭接长度35d，搭接长度不足35d的钢筋，采用单面焊，焊接长度10d。
4、拱圈外模用M10水泥砂浆，Mu30条石砌筑，连同护拱一起施工，外拱砌筑大样详附图。
护拱的棱角应根据标高和平面位置拉线砌筑，砌筑时砂浆饱满，错缝搭接。
5、拱图采用C30商品砼，砼下料时对称进行，振动时称进行，浇注分层进行，分层厚度500mm 。
砼浇灌前，墙身与拱脚连接的砼面凿毛并清洗干净。
三、1#拱涵拱架弓形杆受力计算1、荷载取值（1）浇灌砼侧压力4.671KPa（2）振动荷载 4.0KPa（3）施工人员荷载2.0KPa（4）组合钢模自重0.5KPa（5）砼自重r*H=25*2.0=50KPa2、荷载组合弯曲应变计算和验算中活载系数采用1.4,恒载系数采用1.2。
3、拱架与拱架支撑间距0.75m。
4、砼在初凝之前按液态传力，故拱架弓形木在最下段承受力最大，荷载的最大点作用在拱脚，为安全考虑，按最大荷载均布于弓形木来选用弓形木的断面。
拱涵计算过程及设计方法浅析
拱涵计算过程及设计方法浅析作者：张素喜来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2017年第08期【摘要】本涵洞为鄂尔多斯东胜区公园大道道路工程的一道拱涵，涵洞净跨径为4m，涵洞轴线与道路前进方向右侧夹角为90°。
论文主要介绍了涵洞的计算过程及设计方法，简单介绍了拱涵施工过程中的一些注意事项。
【Abstract】This culvert is an arch culvert of the Gongyuan Dadao road in Dongsherg district of Erdos， the net span of the culvert is 4m， and the angle between the axis of the culvert and the forward direction of the right road is 90°. This paper mainly introduces the calculation process and design method of culvert， and briefly introduces some matters needing attention during the construction of arch culvert.【关键词】高填土拱涵；拱涵设计计算；减荷措施【Keywords】high fill arch culvert； design and calculation of arch culvert； load reduction measures【中图分类号】U449.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0193-021 引言近几年山区公路建设的飞速发展，对道路线行的要求，深挖高填的现象不可避免地出现，高填路堤也逐渐增多。
拱涵便适应于这种高填土路基，可以跨越深沟，还具有大量利用挖方减少弃方等优势。
拱涵施工方案
钢筋砼拱涵、拱通施工方案一、工程概况1、概述本合同段共有钢筋砼拱涵4道、钢筋砼拱通3道。
2、主体结构⑴、基础拱涵及拱通均采用C20现浇砼扩大基础。
⑵、台身拱涵涵台台身及侧墙均采用C25钢筋砼，拱通台身采用C25砼，侧墙为C20现浇砼重力式侧墙。
⑶、上部构造上部结构采用C30砼拱圈。
⑷、洞口工程采用八字墙洞口形式。
二、施工组织根据工程特点和工期要求，实行项目经理部、施工区、专业施工队三级管理，各施工区所属范围内的通道、涵洞工程由其下属的小构施工队负责完成。
施工队行政和技术隶属于各施工区，总体安排和质量监督服从项目部。
施工队配置专职队长、技术员、材料员和兼职安全员各一名。
各施工队机械设备、工具、机具和专业技术工种配置自成系统，独立施工，但不排除应有的协助和调配。
各施工队可同期开工2～3道通道，采用交叉及流水作业，充分利用工序间歇时间，提高机械设备的利用率，缩短工期，加快进度。
完成一道工序并达到标准后，再申请下道工序，依次循序推进。
三、施工方案1、施工放样⑴、平面测量项目部测量组负责控制测量。
当导线点与构造物间能直接通视时，用全站仪根据主导线点数据准确地放出构造物轴线控制桩。
当不能通视时，应选择能与构造物通视且便于长久保存处布设支导点，在支导点成果得到监理工程师确认后，轴线控制桩的布设及放样方法同直接通视法。
控制桩布置在构造物基坑开挖线外≥5m便于长期保存的地方，并用水泥混凝土加以保护，监理工程师复核签认后，作为细部放样的依据。
施工队技术员负责构造物细部测量。
根据测量组所交控制点，用经纬仪和钢尺在构造物台身两端沿轴线的法线方向放出细部放样控制桩，用水泥砼加固，以备基坑开挖、砼基础浇注、台身和洞口放样之用。
项目部测量组应对每一构造物进行不少于四次控制测量检测，即基础砼施工前、台身砼施工前、砼拱圈浇筑前及洞口施工前，检测施工技术员细部放样精度，确保通道平面位置满足规范要求。
⑵、高程测量施工临时水准点由测量组从四等水准点引入，并用水泥混凝土加以保护。
拱涵计算书-6.0m-1m
拱圈计算书一.设计资料查《涵洞手册》附表3-14（P620页）得参数 φ0，sinφ0 ,cosφ0 R0 = L0/(2*sinφ0)2.计算跨径 L = L0 + t*sinφ0计算半径 R = L/(2*sinφ0)计算矢高 f = R*(1-cosφ0)三.荷载效应计算及组合(一).恒载计算1.恒载竖直压力拱顶填土压力: q1 = γ1* H拱脚与拱顶填土压力差 q2 = γ2*[ f+t/2-t/(2*cosφ0)]拱圈自重力 q3 = qz = γ3*t２.恒载水平压力 拱顶处： q4 = eq = γ1*H*tan2(45-φ/2)(二).活载计算1.汽车荷载竖直压力 ｐ汽 = ΣG/(a*b)a = a1 + 2*H*tanφb = b1 + 2*H*tanφ2.汽车荷载水平压力 ep汽 = p汽*tan2(45-φ/2)(三).内力计算1.弹性中心 查《涵洞手册》附表3-14（P620页）,得Ksys = Ks*RIc = b*t3/12EI = 0.8*Ec*Ic2.常变位 查《涵洞手册》附表3-15（P621页）,得k0,k1,k2,k3δ11 = (k0*R)/EIδ22 = R/EI*(k2*R2+k1*t2/12)δ33 = (k3*R3)/EI3.载变位 查《涵洞手册》附表3-15（P621页）4.弹性中心处的赘余力 M0 = - Δ1p / δ11H0 = - Δ2p / δ22V0 = - Δ3p / δ335.外荷载在基本结构上产生的内力6.恒载作用下的内力计算拱顶截面 Md = M0 - H0 * ysHd = H0Vd = V0拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + MpHj = H0 + HpVj = V0 + Vp6.汽车荷载作用下的内力计算1).全跨均布荷载，双侧水平力作用时拱顶截面 Md = M0 - H0 * ysHd = H0Vd = V0拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + MpHj = H0 + HpVj = V0 + Vp2).半跨均布荷载，单侧水平力作用时拱顶截面 Md = M0 - H0 * ysHd = H0Vd = V0左拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + Mp - V0*L/2 Hj = H0 + HpVj = V0 + Vp右拱脚截面 Mj = M0 + H0 * (f - ys) + Mp + V0*L/2Hj = H0 + Hp Vj = -V0 + Vp(四).内力组合1.恒载内力合计2.汽车荷载内力合计3.拱圈荷载内力组合组合I: Sd = 1.1*[1.2*(1)+1.4*(2)]Sd = 1.1*[1.2*(1)+1.4*(2)+1.4*(3)+0.8*1.4*(5)]Sd = 1.1*[1.2*(1)+1.4*(2)+1.4*(4)+0.8*1.4*(6)]组合II: Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)] ------ 长期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)] ------ 短期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.7*(3)+1.0*(5)] ------ 长期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.4*(3)+1.0*(5)] ------ 短期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.7*(4)+1.0*(6)] ------ 长期效应 Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+0.4*(4)+1.0*(6)] ------ 短期效应 组合II: Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)]Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+1.0*(3)+1.0*(5)]Sd = [1.0*(1)+1.0*(2)+1.0*(4)+1.0*(6)]四.拱圈截面强度验算(一).按素砼构件计算(当填土较低时)1.抗压强度验算计算强度时, Nj ≤ Nu1 = α*A*Raj/γm (KN)计算稳定时, Nj ≤ Nu2 = φ*α*A*Raj/γm (KN) 拱圈计算长度 l0 = S = 2*R*φ0式中 Nj ------ 计算纵向力;A ------ 构件的截面面积, A = b*h;Raj ------ 材料的抗压极限强度;γm ------ 材料安全系数,γm = 2.31 ;φ ------ 受压构件纵向弯曲系数;φ = 1/{1+a*b*(b-3)*[1+1.33*(e0/h)2]}, a = 0.002 , b = l0/h α ------ 纵向力的偏心影响系数,α = [1-(e0/y)m] / [1+(e0/rw)2]y ------ 截面或换算截面重心至偏心方向截面边缘的距离, y = h/2 (m); rw ------ 在弯曲平面内截面(或换算截面)的回转半径;rw = (I/A)1/2 = 31/2*h/62.正截面受弯强度验算Mj ≤Mu = W*R wl j/γm式中 Mj ------ 计算弯矩;γm ------ 材料安全系数, γm = 2.31 ;W ------ 截面受拉边缘的弹性抵抗矩, W = bh2/6 ; R wl j ------ 受拉边边层的弯曲抗拉极限强度;3.应力强度验算ζmax = N/A + M/W < [ζ]ζmin = N/A - M/W < [ζ]式中 N ------ 轴力;M ------ 弯矩;A ------ 拱圈截面面积, A = b*h ;W ------ 拱圈截面的截面抵抗矩, W = bh2/6 ;4.拱圈偏心距验算ρ = W/A , y = h/2e0 = M/N < 0.6*y式中 W ------ 拱圈的截面抵抗矩, W = bh2/6 ;(二).按钢筋砼构件计算A.承载能力极限状态计算1.正截面抗弯计算(《规范》第5.2.2条) P25页计算公式如下:γ0*M d ≤f cd*b*x*(h0-x/2)f sd*A s = f cd*b*x2*a s’≤ x ≤ξb*h0(普通钢筋砼构件,预应力钢筋受拉)1).截面砼受压区高度x拱圈:C30号砼,f cd =13800KPa,f td=1390Kpa 抗弯主筋选用HRB335钢筋, f sd =280000Kpa As = n*Agx = f sd*As/(f cd*b)2).少筋,适筋,超筋截面的判别ξ b =0.56(C30号砼)2*a s = 2*agξb*h0 = ξb*(h - ag)2*a s ≤ x ≤ ξb*h0 μs = As/(b*h0)≥ μmin = max(0.45*f td/f sd,0.002)3).截面抗弯承载力计算Mu1 = f cd*b*x*(h0-x/2) > Md 符合规定2.斜截面抗剪计算1).构件尺寸验算 (《规范》第5.2.9条) P29页γ0*V d ≤ 0.51x10-3*f cu,k1/2*b*h0 = Qu1式中: h0 ------ 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的有效高度(mm);b ------ 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的梁腹宽度(mm);f cu,k ------ 砼强度标准值(MPa);2).按构造配置箍筋条件 (《规范》第5.2.9条) P30页γ0*V d ≤ 0.50x10-3*f td*b*h0 = Qu2式中: h0 ------ 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的有效高度(mm);b ------ 用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的梁腹宽度(mm); f td ------ 砼抗拉强度标准值(MPa);3).斜截面抗剪计算 (《规范》第5.2.7条) P28页γ0*V d ≤ V cs + V sb + V pb箍筋间距的计算Sv = [α12*α22*0.2x10-6*(2+0.6*P)*f cu,k1/2*A sv*f sv*b*h02]/(ξ*γ0*V d)2 式中:V d------斜截面受压端上由作用(或荷载)效应所产生的最大剪力组合设计值(KN);ξ------用于抗剪配筋设计时的最大剪力设计值分配于砼和箍筋 共同承担的分配系数,取ξ=1.0(ξ≥0.6);A sv------配置在同一截面内箍筋总截面面积(mm2)P------斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率,当P>2.5时,p=2.5; P = 100*ρ=100*As /(b*h0)=100*μα1------异号弯矩影响系数,α1 = 1.0 ;α2------预应力提高系数, α2 = 1.0 ;f sv------箍筋抗拉强度3.斜截面抗弯计算γ0*M d ≤ f sd*A s*Z s+Σf sv*A sv*Z sv = Mu2γ0*V d ≤ Σf sv*A sv = Qu2式中: M d------斜截面受压端正截面弯矩组合设计值;V d------斜截面受压端正截面相应于最大弯矩组合设计值的剪力组合设计值;Z S------纵向普通受拉钢筋合力点至受压区中心点O的距离;Z sv------与斜截面相交的同一平面内箍筋合力点至斜截面受压端的水平距离;抗弯主筋选用HRB335钢筋, f sd =280.00MpaAs = n*AgZs = h0 - x/2箍筋选用HRB235钢筋, f sv =195.00MpaA sv = n*Ag v广义剪跨比 m = Md/(Vd*h0)Z sv = C/2 = 0.6*m*h0/2Mu2 = f sd*As*Zs+Σf sv*A sv*Z sv >γ0*Mud 符合规定Qu2 = Σf sv*A sv >γ0*Vd 符合规定4.偏心受压构件强度计算 (《规范》第5.3.5条) P35页大小偏心受压构件的判定:a.当ξ≤ξb时为大偏心受压构件,ζs = fsd ,ζp = fpd ,ξ = x/h0b.当ξ＞ξb时为小偏心受压构件,(《规范》第5.3.4条) P34页1.构造要求拱圈采用对称配筋,纵向钢筋配筋率ρ= As /(a*b)2.偏心距增大系数η拱圈计算长度 l0 = S = 2*R*φ0ξ 1 = 0.2+2.7*e0/h0 > 1.0 ,取ξ1 = 1.0ξ 2 = 1.15 – 0.01*l0/h ≤ 1.0所以 η= 1+1/(1400*e0/h0)*(l0/h)2*ξ1*ξ23.按大偏心受压构件计算γ0*N d ≤ f cd*b*x + f sd'*A s' -ζs*A s =f cd*b*xx = γ0*N d/(f cd*b)ξ= x/h0 ≤ξb,为大偏心受压构件e = η*e0 + h/2 - aγ0*N d*e ≤ f cd*b*x*(h0-x/2) + f sd'*A s'*(h0-a s') = Mue式中: e ------ 轴向力作用点至截面受拉边或受压较小边纵向钢筋As的距离;e0 ------ 轴向力对截面重心轴的偏心距, e0 = M d/N d;Md ------ 相应于轴向力的弯矩组合设计值;h0 ------ 截面受压较大边边缘至受拉边或受压较小边纵向钢筋合力点的距离, h0 = h - aη------ 偏心受压构件轴向力偏心矩增大系数.(见第5.3.10条)4.按小偏心受压构件计算(若为大偏心受压构件,本计算可略)a.X的试算 ,任意假定X值,直到备注提示ζs = εcu*Es*(β*h0i/x - 1)- f sd'≤ζs ≤ f sdγ0*N d ≤ f cd*b*x + (f sd'-ζs)*A sx = [γ0*N d - (f sd'-ζs)*As]/(f cd*b)b.小偏心受压构件的判别及强度计算ξ= x/h0 >ξb,为小偏心受压构件e = η*e0 + h/2 - aγ0*N d*e ≤ f cd*b*x*(h0-x/2) + f sd'*A s'*(h0-a s') = Muec.小偏心受压构件的特殊要求当轴向力作用在纵向钢筋As'合力点与As合力点之间时.γ0*N d*e' ≤ f cd*b*x*(h0'- h/2) + f sd'*A s'*(h0'-a s)e' = h/2 - e0 - a'式中: e' ------ 轴向力作用点至截面受压边或受压较小边纵向钢筋As的距离;h0' ------ 截面受压较小边边缘至受压较大边纵向钢筋合力点的距离,h0=h-a';B.正常使用极限状态计算1.拱圈裂缝计算 (《规范》第6.4.3条)a.按受弯构件计算裂缝宽度计算W fk = C1*C2*C3*ζss /Es*(30+d)/(0.28+10*ρ) (mm)ρ= (As+Ap)/[b*h0+(bf-b)*hf]式中: C1------ 钢筋表面形状系数，带肋钢筋C1=1.0Nl,Ns ------ 分别为作用长期效应组合和短期效应组合的效应值，取弯矩或应力均可；C2 ------ 作用长期效应影响系数，C2=1+0.5*Nl/NsC3 ------ 与构件受力性质有关的系数，C3=1.15;Ms ------ 短期效应组合的弯矩(KN)ζss------ 钢筋应力ζss = Ms/(0.87*As*h0);ρ------ 受拉钢筋配筋配筋率, ρ = As/(b*h0) ;d ------ 受拉钢筋直径(mm),本例采用钢筋骨架，应乘1.3;b.按偏心受压构件计算裂缝宽度计算W fk = C1*C2*C3*ζss /Es*(30+d)/(0.28+10*ρ) (mm)ρ= (As+Ap)/[b*h0+(bf-b)*hf]式中: C1------ 钢筋表面形状系数，带肋钢筋C1=1.0Nl,Ns ------ 分别为作用长期效应组合和短期效应组合的效应值， 取弯矩或应力均可；C2 ------ 作用长期效应影响系数，C2=1+0.5*Nl/NsC3 ------ 与构件受力性质有关的系数，C3=1.15;Ms ------ 短期效应组合的弯矩(KN)ζss------ 钢筋应力ζss = Ns*(es-z)/(As*z);es = ηs*e0 + ysηs = 1 + l/(4000*e0/h0)*(l/h0)2e0 = Ms/Nsz ------ 纵向受拉钢筋合力点至截面受压区合力点的距离. z = [0.87-0.12*(1-γf‘)*(h0/es)2]*h0γf' ------ 受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值γf' = (bf'-b)*hf'/(b*h0) = 0ys ------ 截面重心至纵向受拉钢筋合力点的距离ys = h/2 - aρ------ 受拉钢筋配筋配筋率, ρ = As/(b*h0) ;C.施工阶段应力计算1.拱圈截面特性计算1).截面几何特性计算a.x0的计算拱圈采用C30号砼,f tk = 2.01MPa,Ec= 30000Mpa 抗弯主筋选用HRB335钢筋, f sd =280.00MpaAs = n*Ag全截面(不考虑开裂)换算截面重心离梁顶距离x0g = Eg/Ecx0 = g*As/b*[(1+2*b*h0/(g*As)1/2-1]b.开裂弯矩的计算全截面(不考虑开裂)换算截面重心轴以上(或以下)部分对重心轴的面积矩S0 X = (b*h2/2+g*As*ag)/(b*h+g*As)S0 = b*(h-X)2/2全截面(不考虑开裂)换算截面对重心轴的惯性矩I0I0 = b*h3/12+b*h*(h/2-X)2+As*g*(X-ag)2全截面(不考虑开裂)换算截面抗裂边缘弹性抵抗矩W0W0 = I0/Xγ = 2*S0/W0M cr =γ*f tk*W0钢筋砼构件抗弯刚度开裂截面换算截面惯性矩I cr= b*X03/3 + g*As*(h0-x0)2B cr = E c*I cr全截面刚度 B0 = 0.95*Ec*I0跨中计算弯矩 Ms = 655.1 KNmc.钢筋砼构件抗弯刚度B = B0/{(M cr/M s)2+[1-(M cr/M s)2]*B0/B cr}2.使用阶段和施工阶段应力计算(《规范》第 7.2 条) P69页1).受压区砼边缘的压应力ζcc t = M kt * x0 / I cr ≤ 0.80*f ck'受拉钢筋的应力和钢筋拉应力ζsi t= αES* M kt*(h0i-x0) / I cr ≤ 0.75*f sk式中: M kt ------ 由临时的施工荷载标准值产生的弯矩值;x0 ------ 换算截面的受压区高度;Icr ------ 开裂截面换算截面的惯性矩;ζsi t ------ 按短暂状况计算时受拉区第i层钢筋的应力;h0i ------ 受压区边缘至受拉区第i层钢筋的应力;f ck’------ 施工阶段相应于砼立方体抗压强度fcu’的砼轴心抗压强度标准值;所以 0.80*f ck' = 0.8*0.9*20.1 = 14.47 Mpa 0.75*f sk = 0.75*335 = 251.25 Mpa2).钢筋砼受弯构件中性轴处的主拉应力(剪应力)ζtp t = V k t / (b*z0) ≤ f tk’式中: V kt ------ 由施工荷载标准值产生的剪力值;b ------ 矩形截面宽度;Z0 ------ 受压区合力点至受拉钢筋合力点的距离 Z0 = h0 - 1/3*X0 f tk' ------ 施工阶段砼轴心抗拉强度标准值.f tk' = 0.9*2.01 = 1.809 Mpa。
拱架计算
1、拱架计算书1.1 设计依据1、《务川县本桥施工图设计》；2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50－2011）；3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）；6、《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》（JTJ 025-86）；7、《装备式公路钢桥使用手册》；8、《路桥施工计算手册》。
9、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2008）10、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）11、《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）12、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》，《拱桥》，《桥梁设计与计算》；13、其他相关规范手册；1.2 工程概况本桥位于务川县县郊，跨越龙塘河。
桥跨布置为1×16m(预应力混凝土空心板)+125m(钢筋混凝土箱拱)+ 1×16m(预应力混凝土空心板)，大桥全长170.6米。
桥梁平面位于直线上，桥面纵坡为双向1.0%，桥面横坡为双向2%。
1.3支架计算荷载的取用原则根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T TF50－2011第5.2.6条：模板、支架的设计应考虑下列各项荷载，并应按表1-3-1进行荷载组合。
⑴模板、支架自重；⑵新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力；⑶施工人员及施工设备、施工材料等荷载；⑷振捣混凝土时产生的振动荷载；⑸新浇筑混凝土对侧模板的压力；⑹混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载；⑺其他可能产生的荷载。
如雪荷载、冬天保温设施荷载等。
表1-1 模板、支架和拱架设计计算的荷载组合普通模板荷载计算：⑴模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。
⑵新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重：混凝土24KN/m3；钢筋混凝土的容重可采用25KN/m3～26KN/m3（以体积计算的含筋量≤2%时采用25KN/m3，>2%时采用26KN/m3），本检算资料按26×1.2＝31.2KN/m3计。
拱架长度公式范文
拱架长度公式范文拱架长度是指拱体两端之间的水平距离，也就是拱脚之间的距离。
在工程中，拱架长度的计算是非常重要的，它与拱体的支撑能力和结构稳定性密切相关。
下面将介绍拱架长度的一般公式和具体的计算方法。
拱架长度的一般公式如下：L = 2a x sinθ其中，L为拱架长度，a为拱体半径（拱顶到拱脚的垂直距离），θ为拱腰角（拱体中心线与水平线的夹角）。
这个公式是基于几何关系推导出来的，它适用于直线拱和扭曲拱。
对于直线拱，拱脚之间的距离是直线的，所以公式中的a即为拱体半径。
而对于扭曲拱，拱体半径的定义稍有不同，但原理是相同的。
在具体计算拱架长度时，需要先确定拱体的半径和腰角。
拱体的半径通常可以从设计图纸或结构计算中获得，而腰角则需要根据具体的拱体形状和几何特征进行确定。
对于对称的圆形拱，腰角为180度；而对于非对称或不规则形状的拱，腰角可能需要通过建模或测量来确定。
以一个简单的例子来说明拱架长度的计算方法。
假设有一个半径为10米的圆形拱，其腰角为180度。
代入公式中，可以得到：L = 2 x 10 x sin(180)=2x10x0=0米这个结果告诉我们，该圆形拱没有拱脚之间的水平距离，也就是说其拱脚是重合在一起的。
需要注意的是，拱架长度的计算只是拱体分析和设计中的一个重要参数，实际工程中还需要考虑其他因素。
例如，在施工阶段，拱架长度可能会受到施工方法和限制条件的影响，需要进行调整。
另外，对于复杂形状的拱体，拱架长度的计算可能不适用于直接求解，需要借助数值分析或模拟软件进行计算。
这些方法可以更精确地估计拱架长度，并考虑材料的非线性、变形和局部强度等因素，在工程实践中得到广泛应用。
总之，拱架长度是拱体设计和分析中的一个重要参数，可以通过一般公式进行估算，但在实际工程中可能需要进一步调整和计算。
在复杂情况下，可以利用数值分析或模拟软件进行更精确的计算。
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一、工程概况100#拱涵位于xx大道b标K5+375，拱涵基础为C25砼，墙身为C25钢筋砼，拱顶为C30钢筋砼，护拱为C15片石砼。
拱圈厚度1.0m，内拱半径1.0m。
拱涵位于山谷谷底，下雨后施工作业面内长期有水流，施工难度大。
本拱涵拱顶砼较厚，对拱底模板及支撑系统的要求较高。
二、涵洞拱顶砼施工顺序拱支架、模板自出口向进口隔段顺序施工，每段在沉降缝位置分段。
搭脚手搭设→拱架安装→支底模→扎钢筋→支外模→搭浇筑脚手架→浇砼→养生→拆模及支架→护拱施工→防水及沉降缝施工。
1、脚手架立杆用腕扣式脚手架，用上托撑支撑拱架，大小横杆用钢管式脚手架，立杆纵向间距0.75m，横向间距0.9m，步距0.6m，小横杆与涵洞内侧顶紧，部份部位增加托撑加固，并于施工段的两端和中间增加剪力撑。
2、拱架用木材制作，其受力及断面详计算书，制作大样详附图。
拱架置于脚手架立杆上，拱架与拱架之间用50*80木方连接，保证临时脚手架的稳定性，连接形式详附图。
3、钢筋采用￠12，间距为﹫200单层双向钢筋网片，搭接长度35d，搭接长度不足35d的钢筋，采用单面焊，焊接长度10d。
4、拱圈外模用M10水泥砂浆，Mu30条石砌筑，连同护拱一起施工，外拱砌筑大样详附图。
护拱的棱角应根据标高和平面位置拉线砌筑，砌筑时砂浆饱满，错缝搭接。
5、拱图采用C30商品砼，砼下料时对称进行，振动时称进行，浇注分层进行，分层厚度500mm 。
砼浇灌前，墙身与拱脚连接的砼面凿毛并清洗干净。
三、1#拱涵拱架弓形杆受力计算1、荷载取值（1）浇灌砼侧压力4.671KPa（2）振动荷载 4.0KPa（3）施工人员荷载2.0KPa（4）组合钢模自重0.5KPa（5）砼自重r*H=25*2.0=50KPa2、荷载组合弯曲应变计算和验算中活载系数采用1.4,恒载系数采用1.2。
3、拱架与拱架支撑间距0.75m。
4、砼在初凝之前按液态传力，故拱架弓形木在最下段承受力最大，荷载的最大点作用在拱脚，为安全考虑，按最大荷载均布于弓形木来选用弓形木的断面。
5、6#弓形木的断面选择临时木结构采用杉木，其容许应力为11.2MPa，并可提高 1.2倍。
6#弓形杆按简支梁计算，其计算跨度为0.672m，拱架与拱架支撑间距0.75m。
（1）、6#弓形杆上的荷载（取弓形木上的最大受力点作均布荷载）q=((4+2)*1.4+(25*1.26+0.5)*1.2)*0.75=35.1KN/m(2)、跨中弯矩M1/2=q*l2/8=35.1*0.6722/8=2.029KN*m。
（3）、需要的截面模量：W=M/(1.2*＆w)=2.029/(1.2*12*103)=1.409*10-4m3。
（4）、弓形木预设宽度b=100mm,H=(6*W/b)1/2=(6*1.409*10-4/0.1)1/2=0.09m。
初选截面为100mm*100mm。
6、根据所选的截面尺寸计算其挠度，I=b*h3/12=0.1*0.13/12=8.333*10-6m4。
F=5*ql4/(384*EI)=5*35.1*0.6724/(9*106*8.333*10-6)=1.24*10-3m。
f/l=1.24*10-3/0.672=1/542﹤(f/l)=1/400。
故选用100mm*100mm的方木合格。
7、验算2#弓形杆（1）、2#弓形杆也选用100mm*100mm的断面进行验算。
（2）、荷载计算：（取拱脚点的荷载进行分布）2#弓形杆按简支梁计算，其计算跨度为0.26m，拱架与拱架支撑间距0.75m。
q=((4+2)*1.4+(25*2+0.5)*1.2)*0.75=51.75KN/m2#弓形杆跨中弯矩M1/2=q*l2/8=51.75*0.262/8=0.437KN*m。
根据6#弓形杆的计算可知，选择100mm*100mm的弓形杆断面能满足强度和刚度要求。
四、计算拱架撑杆的内力(稳定性计算中恒载分项系数取1.1，活载取1.0)1、振动荷载 4.0KPa2、施工人员荷载2.0KPa3、组合钢模自重0.5KPa4、砼自重：r*H6#上弓形杆承受荷载：N6=（（4.0+2.0）+(25*1.13+0.5)*1.1）*0.75*0.67=18.906KN6#杆→4#杆内力：N6→4=18.906 K N*0.56#杆→2#杆受压内力分析：Q6-2=((4+2.0) +(25*1.13+0.5)*1.1)*0.67*0.75*0.5*sin22.5°/sin112.5°=7.231KN。
6#杆→3#杆受压内力分析：Q6-3=((4+2.0)+(25*(1+1.26)/2+0.5)*1.1*0.67*0.75)*0.5* sin45°/sin112.5°=3.914KN。
2#杆受力分析：a、恒载及振动、施工人员荷载Na=((4+2.0) +(25*(2+1.26)/2+0.5)*1.1)*0.26*0.75=10.31KN。
b、浇灌砼的侧压力N侧=4.671*0.75*0.26=0.91KN。
侧压力传向3#杆的内力为N侧→3#杆：0.91*0.5*sin45/sin112.5=0.455*0.7653=0.348KN。
2#杆轴向压应力：10.31*sin22.5°/sin112.5°=10.31*0.414=4.268KN。
2#杆→3#杆轴向压力：10.31*sin45°/sin112.5°=10.31*0.765=7.89KN。
2#杆轴向压应力总和：7.231+4.268=11.499KN3#杆轴向压应力总和：3.914+7.89+0.348=12.152KN。
3#杆其分解后的竖向荷载为：N=12.152*cos45=8.59KN（本杆的轴向力较小，根据第八条可知，其稳定性满足要求，不再进行验算）五、计算2#、4#杆的稳定性1、2#弓形杆的稳定性验算弓形梁长度0.68m，荷载11.499KN，由于木材承受压力的能力比承受弯矩的能力要强，故受压杆选b*h=100mm*100mm验算稳定性。
截面最小回转半径：r=(I/Am)1/2=0.1/121/2=0.0288m。
长细比：入=l/r=0.68/0.0288=23.61﹤100￠=1.02-0.55((入+20)/100)2=1.02-0.55*0.157=0.9154截面面积：0.1*0.1=0.01m2则有稳定应力：￡=p/￠A=11.49/0.9154/0.01=1.255KPa﹤1.2(￡a)=13.2MPa故100*100的支撑杆能承受施工的荷载。
2、中柱稳定验算中柱长度0.82m，荷载18.906+8.59=27.496KN，由于木材承受压力的能力比承受弯矩的能力要强，故受压杆选b*h=100mm*100mm验算稳定性。
截面最小回转半径：r=(I/Am)1/2=0.1/121/2=0.0288m。
长细比入=l/r=0.82/0.0288=28.47﹤100￠=1.02-0.55((入+20)/100)2=1.02-0.55*0.157=0.0.891截面面积：0.1*0.1=0.01m2则有稳定应力：￡=p/￠A=27.496*103/0.891/1*104=2.275MPa﹤1.2(￡a)=13.2MPa故100*100的支撑杆能承受施工的荷载。
六、验算中柱下支撑点抗剪能力下支撑点的荷载为：Q=18.906+8.95*2=36.08KN。
若1#杆截面选120mm*120mm。
毛截面惯矩：Sm=(120*120/2)*120/4=2.16*105mm3毛截面惯性矩：Im=1/12*b*h3=1/12*120*1203=1.728*107mm4T=Q*Sm/Im*b=36.08*103*1.8*105/(1.44*107*120)=2.087MPa﹥1.9 MPa。
1#杆截面选120mm*120mm不合格。
若1#杆截面选120mm*240mm。
毛截面惯矩：Sm=(120*240/2)*240/4=8.4*105mm3毛截面惯性矩：Im=1/12*b*h3=1/12*100*2403=1.382*108mm4T=Q*Sm/Im*b=36.08*103*7*105/(1.152*107*120)=1.825MPa﹤1.9 MPa。
1#杆断面选择120mm*240mm能满足承载能力要求。
（1#杆用2根2m*0.12m*0.12mm相叠，用抓钉钉牢。
七、杆件断面选择根据计算、节点的构造及材料的实际情况确定，弓形杆、支撑杆、弦杆均采用120mm*120mm的断面。
八、拱架支撑体系a)脚手架采用腕扣式脚手架，立杆的纵向间距0.75m，立杆的横向间距0.9m,步距0.6m。
步距0.6m时立杆的单杆承载能力为40KN。
立杆长度选择0.6m和0.9m两种可满足要求。
b)中间节点的立杆受力最大，根据第九条1#杆件的剪力计算为：T=36.08KN＜40KN。
立杆的承载力富余系数较大,能承受上部传来的荷载。
九、拱架材料计划清单（30 米的材料计划）每榀拱架材料用量（共42榀）目录一、工程概况。
1二、涵洞拱顶砼施工顺序。
1三、1#拱涵拱架弓形杆受力计算。
2四、计算拱架撑杆的内力。
4五、计算2#、4#杆的稳定性。
7六、验算中柱下支撑点抗剪能力。
8七、杆件断面选择。
9八、拱架材料计划清单。
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