拱涵计算1
拱涵工程量计算
涵台、土牛、基础工程量计算
涵台 铺砌顶 距基础 净高度 高
1.40 0.40 涵台计 算高 1.90
涵台 上宽
0.70
涵台 下宽
1.17
涵台每 延米面 积
3.53
d
1.30
涵台工 土牛工 基础襟 边宽 程量 程量
108.41 61 0.20
基础宽
基础高
0.60
基础工 程量
57.99
1.57
仰拱、仰拱填腹、仰拱垫层、基础垫层工程量计算
3.00
0.77
1.33
1.79
拱涵一字墙工程量计算
墙身
一字 墙高 2.62 一字墙 背坡度 (n:1) 4.00 一字墙 身顶宽 0.50 一字墙 身底宽 1.16 一字墙 身计算 宽 0.83 应减涵 台身体 积 8.40 一字墙 身长 6.44 一字墙 身体积 5.56 基础襟边 长（宽） 0.10 基础高 度 0.60
2.35
胶泥防水层工程量计算
涵洞 长度 30.70
跨径
跨矢比
胶泥防 水层厚 度 0.16
胶泥防 水层内 半径 1.33
胶泥防 水层外 半径 1.49
圆心角
胶泥防 水层圆 弧部分 面积 0.17
∠5
DG
胶泥防 水层直 线部分 面积 0.92
胶泥防 胶泥防水层 水层总 工程量 面积 1.10 34
1.00
一个帽石工程量计算（接八字墙）
八字墙顶宽 （1） 0.46 八字墙 顶宽 （2） 0.46 帽石高 帽石宽 夹角 帽石长 一个帽石 工程量 0.34
1.32
3.40
1.46
0.20
0.35
30.00
拱形涵洞过水面积计算
拱形涵洞过水面积计算摘要：一、拱形涵洞简介二、过水面积计算方法1.计算基本参数2.确定汇水区域3.计算汇水面积三、具体计算步骤1.确定涵洞位置和方向2.获取地形地貌资料3.计算涵洞净孔径和净高4.确定汇水区域高程最高点5.绘制汇水区域曲线6.计算汇水面积四、注意事项正文：拱形涵洞作为一种常见的桥梁工程结构，其在水利工程、公路桥涵设计等领域具有广泛应用。
在拱形涵洞设计中，过水面积的计算是一个关键环节，它直接影响到涵洞的排水效果和设计质量。
本文将详细介绍拱形涵洞过水面积的计算方法，以供参考。
一、拱形涵洞简介拱形涵洞是一种圆形或椭圆形的涵洞结构，其主要特点是结构简单、受力合理、施工方便。
拱形涵洞在桥梁工程中常用于穿越河流、沟渠等地貌障碍，起到排泄洪水、保护桥梁结构的作用。
二、过水面积计算方法1.计算基本参数在进行过水面积计算前，首先需要了解涵洞的净孔径、净高、糙率等基本参数。
这些参数可以通过查看《公路桥涵设计通用规范》来获得，为后续计算提供依据。
2.确定汇水区域汇水区域是指涵洞上游雨水汇集的范围。
确定汇水区域有助于计算雨水流量，从而为设计涵洞过水面积提供依据。
汇水区域的确定方法如下：（1）以涵洞为中心，根据设计暴雨强度和汇水时间，绘制出汇水区域的水位曲线。
（2）将汇水区域内的最高点用圆滑的曲线连接，该曲线所包裹的面积即为汇水面积。
3.计算汇水面积根据上述方法确定汇水区域后，即可计算出涵洞的汇水面积。
计算公式如下：汇水面积= π × (最高点连线上相邻两点的距离)^2三、具体计算步骤1.确定涵洞位置和方向：根据工程需求，确定涵洞在桥梁中的位置和方向。
2.获取地形地貌资料：收集涵洞所在地的地形地貌资料，包括地面高程、地质条件等。
3.计算涵洞净孔径和净高：根据《公路桥涵设计通用规范》，计算出涵洞的净孔径和净高。
4.确定汇水区域高程最高点：在汇水区域内，找出高程最高的点。
5.绘制汇水区域曲线：以涵洞为中心，连接汇水区域内的最高点，绘制出汇水区域曲线。
浅析拱涵拱圈的设计与计算
浅析拱涵拱圈的设计与计算摘要：本文对拱涵的使用现状、特点以及拱涵拱圈的设计与计算进行了浅要的分析与探讨。
关键词：拱涵；拱圈；设计；计算 一、引言近些年来，随着我国经济建设的突飞猛进，我国的公路建设事业得到了迅猛的发展，各等级的公路在全国大量修建。
小涵洞作为公路工程中最常见的构造物，在排水以及公路跨越相交道路、管线等障碍物时，都发挥着重要的作用。
但是，在实际工程中，常常会遇到各种不良地质条件。
其中，拱涵由于其跨径较大，承载潜力较大，能通过较大的洪水流量(在20m 3／s 以上)，其跨径从1.0m ～5.0m ，矢跨比通常为1/2、1/3、1/4，填土高度可达20m ，是高填路基下比较理想的涵洞形式。
而拱涵承载上部荷载的是拱圈，其对整个拱涵结构具有决定性的作用。
本文将对拱涵拱圈的设计与计算进行浅要的分析与探讨。
二、拱圈的设计与计算2.1设计资料1)计算荷载:公路-I 级；2)净 跨 径:L 0 =4m,净矢高:f 0=2m ；净矢跨比:f 0/L 0=0.5,填土高:H=16m ； 3)拱圈用30号砼，Ra j =21MPa,R Wl j =3.2MPa,R j j =4.7MPa ； 涵台用15号砼，Ra j =10.5MPa,R Wl j =1.9MPa,R j j =2.6MPa ； 基础用20号砼，Ra j =14MPa,R Wl j =2.5MPa,R j j =3.3MPa ； 4)地基及拱上填料:土的容重：γ1=19kN/m 3，内摩擦角φ=30度； 拱背填料：γ3=19kN/m 3，砼的容重γ2=25kN/m 3；基底置于中等密实的粗砂土,地基容许承载力[σ]=400kPa ； 5)结构尺寸如图1所示：图1拱涵的结构尺寸2.2拱圈(等截面)尺寸拟定1)拱圈厚度石拱 t = m*k*L1/3砼拱 t = 1.37*(R0+L/2)1/2 + 6砖拱 t = 1.37*(R0+L/2)1/2 + 8查《涵洞手册》附表3-14得参数φ0，sinφ,cosφR0 = L/(2*sinφ)2)计算跨径 L = L0 + t*sinφ计算半径 R = L/(2*sinφ)计算矢高 f = R*(1-cosφ)表1拱圈尺寸拟定2.3荷载效应计算及组合1)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*cosφ)]拱圈自重力 q3=qz=γ3*t表2恒载竖直压力(2)恒载水平压力拱顶处：q4 = eq= γ1*H*tan2(45-φ/2)表3恒载水平压力2)(1)汽车荷载竖直压力ｐ汽=ΣG/(a*b)；a=a1+2*H*tanφ；b=b1+2*H*tanφ。
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。
拱桥计算1
（一）圆弧线 线形最简单，施工最方便。但圆弧拱轴线一般与恒载压力线 偏离较大，使拱圈各截面受力不够均匀。常用于15~20m以下 的小跨径拱桥。园弧线的拱轴方程为：
桥梁与道路结构
2 x 2 y1 2 Ry1 0
x R sin y1 R (1 co s ) R
1 1 ( f / l) 2 4 f /l
铅垫铰
平铰
不完全铰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ钢铰
二、拱上建筑的构造 对于普通型上承式拱桥， 其主要承重结构主拱圈是 曲线，车辆无法通过，需要 在桥面系与主拱之间设置传 递荷载的构件或填冲物，这 些传递荷载的构件或填冲物 称为拱上建筑。 拱上建筑是拱桥的一部 分，依其结构形式的不同而 参与主拱共同受力的程度也 不同；同时，拱上建筑在一 定程度上能约束主拱圈由 温度变化及混凝土收缩徐变等引起的变形，而主拱圈变形又使拱上建筑产 生附加力。 拱上建筑类型分实腹式拱桥，空腹式拱桥两大类
其中 N自拱顶向拱脚逐渐增大，但M变化复杂与结构体系和截 面惯性矩I有关，下图为结构体系和截面惯性矩对弯矩的影响。
无铰拱通常可用惯性矩从拱顶向拱脚逐渐增大的变化（见下 图），计算公式可采用Ritter公式：
I
Id 1 (1 n) cos
上式中：I为任意截面的惯性矩；
Id为拱顶截面的惯性矩；
转体施工：我国拱桥常采用的方法
悬臂施工 悬臂浇筑
悬臂拼装
同济大学桥梁系
拱式桥
桥梁与道路结构
简单体系拱—上承式—钢筋混凝土箱形拱桥 巫山龙门桥 桥 址 四川巫山 其它要点:建桥时间 1987 , 跨 径 122 1 巫山龙门桥是中国第一座采用无平衡重转体法施工的拱桥； 2 主桥为1孔122m钢筋混凝土箱形拱； 3 右岸半跨是全宽一次预制，左岸半跨分成单箱分别在上、下游预制，不对称转 体到对称转体再合拢；
【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。
拱涵计算方法及表格
拱脚弯矩MA （KN/m） 18.06145808 -1.384398223 -4.523553428 -1.458350717 1.835254344 12.53041006
拱脚竖向反力VA （KN）
-0.01419 -0.00972
0 -0.56888 -0.03383
-0.01317 0
-0.75857 -0.03795
-0.01038 1
0.77364 0.01378 0.00435
57.55594 37.04848
拱顶
均布垂直荷载
拱背填料重力
均布水平荷载
三角形水平荷载
自重力
合计
偏心距e0=∑ MC/∑ N塑C=性0.影02响2m系数 K=1+1.5e0/y = 1.129 弯曲压应力σ a=∑N/A+∑ M/W= 2815.622 允许弯曲压应 力K[σa]= 13440.410 KN/m2 σa< K[σa], 截面受压满足 要弯求曲。拉应力σ wl=∑M/W -∑ N/A = 1657.552 KN/m2
拱顶弯矩MC （KN/m） 7.790834352 -0.948298149 -1.761016809 -0.39888486 0.579343715 5.261978249
拱顶轴力NC （KN）
182.4707897 8.003497349 57.5559435 37.04848868 22.1752444 307.2539636
墙底截面 作用力及力矩 计算表
拱脚竖向力
VA
拱脚水平力
HA
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-1.384398223 -0.948298149
0 -16.37121257 -4.523553428
-1.761016809 0
-6.273766024 -1.458350717
最大压应力σ a=K∑NA/（ψ A）=2572.075 KN/m2 < [σ a],拱圈受压 稳定满足要求
5.2.2 基本组 合： 5.2.2.1 侧墙 荷载计算 以拱涵为例进 行计算，涵内 水深Hw = 4m。
拱脚竖向反 力VA = KN 拱脚水平反力 HA = KN
侧墙顶部水平分 布土压力强度： q1=297.424 KN/m 侧墙墙底部水平 分布土压力强 度：q2=351.953
0.28861
净矢高f0 （m） 1.341
80.79721
21.46008
系数 0.5 0.43421 0.00925 0.00399
1 0.38117
乘数 420.2362674 420.2362674 1952.590063 1952.590063 20.9971859 20.9971859
307.2539636
12.53041006
259.778838
190.0045528
0.017125827 1.128443703 965.4590933
16144.7 14300
-570.8107246
319.9773495 0.039160303 1.293702275 1269.833751
σa< K[σa], 截面受压满足 要求。 弯曲拉应力σ wl=∑M/W -∑ N/A = 1657.552 KN/m2
Hale Waihona Puke 计算拉应 力为负值，即 拱顶截面全部 为压应力，不 出现拉应力。
2、拱脚截面 应力验算
拱脚截面轴力 NA=HAcosθ+VAsin θ=1435.956 KN
偏心距e0=∑MA/ ∑NA= 0.037 m
2
21.46008333
NC（KN）
MC（KN/m）
VA（KN）
均布三角形荷载
HA（KN）
（KN/m）
MA（KN/m）
3
12.33485
NC（KN）
MC（KN/m）
VA（KN）
自重力
HA、NC（KN）
（KN）
MA（KN/m）
5
28.66351843 MC（KN/m）
拱顶弯矩MC（KN/m）
均布垂直荷载
荷载类型及数值
内力名称
VA（KN）
垂直均布荷载
HA、NC（KN）
（KN/m）
MA（KN/m）
1+6
90.44321375 MC（KN/m）
VA（KN）
拱背填料土重
HA、NC（KN）
（KN）
MA（KN/m）
4
20.9971859 MC（KN/m）
VA（KN）
均布水平荷载
HA（KN）
（KN/m）
MA（KN/m）
内力值 210.1181337 182.4707897 18.06145808 7.790834352 20.9971859 8.003497349
12.33485
20.99719 28.66352
9.646
-0.01419 -0.00972
0 -0.56888 -0.03383
-0.01317 0
计算跨径： L=L0+dsinθ
计算矢 高:f=f0+d/2d/2*cosθ
计算矢跨比:f/L
作用于 拱圈的 水平均 布荷 载： 2 q2=aγt γ Hdtan2(4 5-φ /作2)用=1于60 拱圈的 水平三 角形荷 载最大 3 强度： q3=aγt γh tan2(45 -φ /作2)用=1于1. 拱背的 填充料 重 4 力:W1=0 .03γg γ 1拱L2圈=1自7.8 重:W2=0 5 .57γg γ dL=32.8 5 KN 6 汽车荷 其中， 重力系 数查截 面无铰 圆拱内 力系数
0.65
0.166667 50.57366273
305.1388
8.003497349
-1.384398223
20.9971859
8.003497349
57.5559435
-4.523553428
0
-16.37121257
37.04848868
-1.458350717
0
-6.273766024
22.1752444
1.835254344
28.66351843
22.1752444
塑性影响系数 K=1+1.5e0/y= 弯曲压应力σ a=∑N/A+∑ M/W= 4140.763 允许弯曲压应 力K[σa]= 14528.795 KN/m2
σa< K[σa], 截面受压满足 要弯求曲。拉应力σ wl=∑M/W -∑ N/A = 1603.060 K计N/算m拉2 应力为 负值，即拱顶 截面全部为压 应力，不出现 拉应力
305.138838
水平力H 190.0045528
-293.0189632 -140.1225024
0 -243.1369128
力臂（墙底中点） 0
4.5 0 0 0 0
2.223205081 1.482136721 1.333333333
力矩M 0
855.0204877 0 0 0 0
-651.4412478 -207.6807062
拱函为 例进行 计算， 该涵洞 顶部填 土最大 高度 H=2.855 m，拱圈 等效为 等截面 无铰圆 拱，拱 脚作处用为于 拱圈的 均布垂 直土压 1 力： q1=aγg γHd =420.0K
拱圈内半径R0 = （B2+4f02）/8f0
半圆心角θ按下 式计算：tan-1θ =B/（2(R0-f0)）
3、拱圈稳定 验算
拱圈轴线长 S=2(R0+d/2)θ= 5.440 m 无铰拱稳定验算 的计算长度 L弯0=矩0.作36用S 平面的 截面高度为 d=0.4m，L0/d= 3查.9表17得：纵向稳 定系数ψ=0.97
由于拱 函拱圈 作用的 推力较 大，拱 座有向 墙背填 土方向 变为的 趋势， 土压力 将大于 主动土 压力， 结合工 程的实 践经 验，拱 座侧向 水平土 压力可 按静止 土压力
-0.75857 -0.03795
-0.01038 1
0.77364 0.01378 0.00435
97.56153793 97.56153793 28.77797175 28.77797175 133.7142604
57.5559435 133.7142604 8.270516925 8.270516925 38.42821388
水深
水压 0
4
80
基底截面处水平 分布土压力强 度：q3=363.038
墙底截面作 用力及力矩计算
拱脚竖向力
VA
拱脚水平力
HA
自重
G1
G2
土重
G4
G5
土压力
F1
F2
水压力
W1
拱脚弯矩
MA
合计(墙底截面）
偏心距e0=∑ M/∑N = 0.141 m 塑性影响系数 K=1+1.5e0/y = 1.142 弯曲压应力σ a=∑N/A+∑ M/W = 1088.2 KN/m2 允许弯曲压应 力K[σa]=Kfc= 10966.043 KN/m2
0 12.53041006 8.428943788
0.027623307 1.207174802 1078.932487
16302
-446.761703
0.5
拱圈厚度 最大填土高度H f0
d（m）
（m）
0.4
2.855
1.241
容重 20.5
摩擦角 30
砼容重 24
底板厚 0.4
2.035387 经验考虑
-0.39888486 28.66351843 22.1752444 1.835254344 0.579343715
拱顶轴力NC（KN） 拱脚弯矩MA（KN/m） 拱脚竖向反力VA（KN） 拱脚水平反力HA（KN）
182.4707897
18.06145808
210.1181337
182.4707897
7.790834352
拱背填料重力
-0.948298149
均布水平荷载
-1.761016809
三角形水平荷载 -0.39888486
自重力
0.579343715
合计
5.261978249
1、拱顶截面 应偏力心验距算e0=∑ MC/∑ N塑C=性0.影02响2m系数 K=1+1.5e0/y = 1.129 弯曲压应力σ a=∑N/A+∑ M/W= 2815.622 允许弯曲压应 力K[σa]= 13440.410 KN/m2
16144.7 14300
-330.0529965
5.61926206 2.022934341 5.057335854
0.97
259.778838 190.0045528
824.6838905
65.90012 128.92737
134.79037
垂直力N 259.778838
45.36 0 0 0
σa< K[σa], 截面受压满足 要求。 弯曲拉应力σ wl=∑M/W-∑ N/A = 606.051 K计N/算m拉2 应力为 负值，即拱顶 截面全部为压 应力，不出现 拉应力，截面 受拉满足要求 。