上承式拱桥设计计算书
上承式钢筋混凝土拱桥设计
２０１８年㊀第１０期(总第２９６期)黑龙江交通科技ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩＮｏ.１０ꎬ２０１８(ＳｕｍＮｏ.２９６)上承式钢筋混凝土拱桥设计刘立军(黑龙江省公路勘察设计院ꎬ黑龙江哈尔滨㊀１５００８０)摘㊀要:介绍了贵州省某高速公路互通连接线桥梁ꎬ该桥为一主跨８１ｍ的钢筋混凝土拱桥ꎬ矢跨比为１/５ꎮ通过桥梁博士计算软件对该桥进行了模型分析ꎬ介绍了建模及分析过程ꎬ计算结果表明该桥梁结构安全可靠ꎮ关键词:上承式拱桥ꎻ设计ꎻ计算分析中图分类号:Ｕ４４２㊀㊀㊀文献标识码:Ｃ㊀㊀㊀文章编号:１００８－３３８３(２０１８)１０－０１５１－０１收稿日期:２０１８－０６－２８１㊀工程概况某高速公路互通连接线需设桥跨越一Ｖ形冲沟ꎬ桥区地形起伏变化较大ꎬ附近最高海拔:１２３８.２０ｍꎬ最低地海拔:１０７１.２ｍꎬ相对高差:１６７.０ｍꎮ两岸横㊁纵坡较陡ꎬ桥区起点岸覆盖层较厚ꎬ终点岸基岩裸露ꎬ地表植被较发育ꎬ桥区地貌类型属溶蚀型低中山溶蚀沟谷地貌ꎮ综合考虑地质㊁地形条件ꎬ认为在该处采用一跨拱桥跨越冲沟较为合理ꎮ该桥拟采用单跨现浇钢筋混凝土悬链线箱型拱ꎬ起㊁终点各设２ˑ１６ｍ㊁１ˑ１６ｍ预应力混凝土简支空心板ꎮ由于桥区覆盖层较厚且两岸卸荷节理发育ꎬ考虑到拱座对地基承载力要求较高ꎬ终于拱桥跨径选定为８１.０ｍꎮ拱上行车道采用１１ˑ８ｍ钢筋混凝土空心板ꎬ排架式立柱ꎮ拱桥采用扩大基础ꎬ引桥双柱墩采用桩基础ꎬ起点岸桥台采用重力式Ｕ台配桩基础ꎬ终点岸桥台采用重力式Ｕ台配扩大基础ꎮ桥宽８.０ｍꎬ桥梁全长１４５.０ｍꎮ２㊀结构设计２.１㊀结构尺寸主桥净跨径８１ｍꎬ净矢高１６.２ｍꎬ净矢跨比为１/５ꎮ拱圈为悬链线无铰拱ꎬ采用 五点重合法 试算出拱轴系数取１.９８８较为合理ꎮ拱圈截面为等截面单箱双室ꎬ箱室高１.７ｍꎬ宽６.９ｍꎬ腹板厚０.２５ｍꎬ顶底板厚０.２５ｍꎮ拱上立柱横桥向宽０.７ｍꎬ纵桥向宽０.８ｍꎮ２.２㊀设计参数本桥位于高速公路连接线上ꎬ路线按三级公路设计ꎬ但是此处车流量较大ꎬ重车较多ꎬ故桥梁设计汽车荷载采用公路－Ⅰ级标准进行设计ꎮ桥区地震动反应谱特征周期为０.３５ｓꎬ地震动峰值加速度为０.０５ｇꎬ桥区地震基本烈度为Ⅵ度ꎬ桥梁抗震设防措施等级为７级ꎮ设计基准期为１００年ꎬ环境类别为Ⅰ类ꎮ行车道宽度为２ˑ３.５ｍꎬ两侧各设０.５ｍ宽防撞墙ꎬ无人行道ꎮ拱圈㊁拱座及桥面空心板采用Ｃ４０混凝土ꎬ其余采用Ｃ３０混凝土ꎬ混凝土重力密度为２６ｋＮ/ｍ３ꎮ均匀温度作用采用升温２０ħ㊁降温２０ħꎮ由于拱圈不直接被太阳照射ꎬ故拱圈的非线性温度采用顶板ʃ５ħꎮ拱圈纵向稳定性验算时计算长度为０.３６ＬａꎬＬａ为拱轴线长度ꎮ３㊀结构计算分析３.１㊀计算模型本桥采用桥梁博士３.０软件进行计算ꎮ由于拱上为简支体系ꎬ不考虑拱上建筑与拱圈的联合作用ꎬ从施工过程至使用阶段均由拱圈单独承力ꎬ拱上建筑均为荷载ꎮ３.２㊀计算工况本桥按设计的施工顺序ꎬ考虑了以下５个工况:(１)拱圈采用拱架现浇ꎬ拱圈一次成型ꎻ(２)施工拱上立柱及盖梁ꎻ(３)吊装拱上桥面板ꎻ(４)施工桥面铺装㊁防撞墙等附属设施ꎻ(５)考虑收缩徐变３６５０ｄꎮ３.３㊀计算结果分析(１)承载能力极限状态强度验算按规范ＪＴＧＤ６２ ２００４中第５.２节和第５.３节的规定ꎬ验算结构的承载能力极限状态强度ꎬ拱桥受力不利的截面为拱脚㊁拱顶㊁ｌ/４或３ｌ/８(ｌ为拱的跨径)ꎬ计算结果如表１所示ꎮ由表１可知ꎬ最大压(下转第１５３页)第１０期王宇超:公路桥梁施工中伸缩缝施工技术的应用效果分析总第２９６期要求ꎬ需要以图纸作为基础ꎬ适当对缝隙宽度进行调整ꎬ此外需要对低温变化进行分析ꎬ保证安装的质量ꎮ如果实际气温和出厂温度差距比较大ꎬ则可以对伸缩缝定位空隙进行调整ꎬ保证定位宽度的误差在２ｍｍ以内ꎬ对于出现的超高伸缩缝装置ꎬ应以伸缩装置位移保护箱的位置为依据ꎬ对预埋钢筋加以切断ꎮ在安装伸缩缝装置的过程中ꎬ要保证中心线重合在梁端中心线ꎬ对标准高度进行调整ꎬ为了避免出现位移的现象ꎬ通常情况下预留的槽宽度超过１１０ｍｍ后ꎬ需要将钢筋布置在两侧ꎬ保证路面高度超过钢筋网顶部的３ｃｍꎮ２.４㊀混凝土浇筑在对伸缩缝混凝土进行浇筑的过程中ꎬ需要对接缝严密性进行观察ꎬ适当可以添加抗冻剂或者抗裂剂ꎬ保证混凝土的性能ꎬ延长使用寿命ꎮ浇筑过程中在两侧用振捣棒振捣ꎬ直到不再出现气泡ꎮ完成浇筑工作后ꎬ可以采用橡胶条进行安装和处理ꎬ保证其平整性ꎬ进而提升其美观性ꎮ３㊀结束语伸缩缝施工作为公路桥梁施工的重要部分ꎬ在后续实施阶段需要从实际情况入手ꎬ对应用效果和指标进行掌握ꎬ以施工技术属性和类别作为基础ꎬ其优劣对行车的舒适性和路桥使用功能有一定的影响ꎮ因此在施工指导阶段必须做好准备工作ꎬ做好切缝以及开槽工作ꎬ有效的控制伸缩缝施工和混凝土质量ꎬ进而提升施工效果ꎮ参考文献:[１]㊀黄国亮ꎬ朱纪华.浅析伸缩缝施工技术在公路桥梁施工中的应用[Ｊ].珠江水运ꎬ２０１５ꎬ２４(１):６８－６９.[２]㊀丁志茹.针对预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[Ｊ].科技视界ꎬ２０１６ꎬ９(２):２１８ꎬ２２２.[３]㊀李志强.预应力技术在公路桥梁工程施工中的应用效果[Ｊ].交通世界(运输.车辆)ꎬ２０１５ꎬ５(１２):６４－６５.(上接第１５１页)力和弯矩均在拱脚处ꎬ拱圈各受力不利截面均满足规范要求ꎮ(２)裂缝验算根据规范ＪＴＧＤ６２ ２００４中６.４.２可知ꎬ钢筋混凝土构件在Ⅰ类和Ⅱ类环境中最大裂缝宽度为０.２０ｍｍꎮ经计算ꎬ最大裂缝出现在拱脚处为０.０５２２ｍｍꎬ满足规范要求ꎮ表１㊀主要截面承载能力验算结果表节点类型性质Ｎｊ/ｋＮＭｊ/(ｋＮ ｍ)截面抗力抗力是否满足１(拱脚)最大轴力最小轴力最大弯矩最小弯矩下拉偏压上拉偏压下拉偏压上拉偏压３３２００２２７００２６９００２９９００８２５０－１８６００１７４００－３０５００６７９００４２０００４７９００３２２００是是是是７(ｌ/４)最大轴力最小轴力最大弯矩最小弯矩下拉偏压上拉偏压下拉偏压上拉偏压２７２００１７７００２３２００２２３００１３５０３６１１６３００－９４２０１０２０００１０７０００４６２００５７５００是是是是９(３ｌ/８)最大轴力最小轴力最大弯矩最小弯矩下拉偏压上拉偏压下拉偏压上拉偏压２６３００１７０００２３１００２１２００６８６０５７９０２１９００－６９９０６７９００６３６００３６４００６４６００是是是是１２(拱顶)最大轴力最小轴力最大弯矩最小弯矩下拉偏压上拉偏压下拉偏压上拉偏压２５８００１６７００２３１００２０３００８７７０７５９０１９３００－４２６０６３７００５５３００４１３００７４４００是是是是４㊀施工要点拱圈采用拱架上分段㊁分环㊁对称的方式进行现浇施工ꎬ各环混凝土达到设计要求的强度后ꎬ必须接着进行下一环混凝土浇筑ꎬ不容许出现过长时间的施工停顿ꎮ主拱圈混凝土达到设计强度１００％后方可脱架浇筑拱上建筑ꎬ拱架严格按对称㊁多次㊁缓慢的原则卸落ꎮ拱上建筑应该严格按照对称的原则进行施工ꎬ若变更施工顺序需对拱圈重新进行验算ꎮ５㊀结㊀论目前我国高速公路网正快速向西部山区推进ꎬ而拱桥因其跨越能力大㊁耐久性好㊁养护维修费用少㊁外形美观等优点使其在山区桥梁选型中拥有独特的优势ꎬ在地形地质条件合适ꎬ尤其是跨越沟谷时应尽量采用拱桥结构ꎮ参考文献:[１]㊀周立臣ꎬ严允中.上承式ＲＣ箱形拱桥几个计算问题的讨论[Ｊ].公路ꎬ２００８ꎬ(８):７１－７３.[２]㊀公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(ＪＴＧＤ６２－２００４)[Ｓ].北京:人民交通出版社ꎬ２００４.。
上承实腹式拱桥门洞计算贯通基础(最终版)
海东大道二号桥2#区段门洞支架计算第一节支架设计方案海东大道二号桥位于海东大道经三路-繁荣北街段，桥梁起点桩号为K1+651.450，终点桩号K1+778.050，桥梁全长126.6m，跨径布置为35+40+35m，桥梁结构形式为三跨空腹式板拱桥。
主拱圈拱圈厚度0.6m，宽19+23m。
拱轴线均采用圆曲线，矢跨比分别为0.265、0.228、0.268，拱圈横桥向不设置横坡。
海东大道二号拱桥主拱高9.275m，则对2#区段采用门洞式支架结构。
对门洞式支架的设计包括：支架的平面布置及承载力验算；工字钢纵梁的承载力验算；立柱的承载力验算；立柱顶工字钢横梁的承载力验算。
第二节计算依据及计算方式一、计算依据1、《建筑五金实用手册》2、《路桥施工计算手册》3、《钢结构—原理与设计》4、《钢结构设计规范》5、《钢管混凝土结构设计与施工规程》6、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》7、路桥施工手册《桥涵》8、连续梁施工设计图纸二、计算方式根据施工技术方案计算各构件受力情况及支架的整体稳定性是否满足要求，根据计算验证方案的可行性，并根据验算结果指导编制施工方案；计算方式采取由上至下，逐个验算杆件受力是否符合要求。
计算采用手算和有限元计算相结合的方式。
第三节具体计算一、2#拱圈荷载分布的确定根据《路桥施工计算手册》及《铁路混凝土与砌体工程施工规范》。
模板及支架荷载：q=1.0kN/m2，设备及人工荷载：q=3.0kN/ m2，砼浇注冲击荷载：q=2.5kN/ m2，砼浇注振捣荷载：q=2.5kN/ m2计算。
混凝容重（配筋率大于2%）：q=26kN/m3混凝土超灌系数取: 1.05根据提供的图纸，确定支架受力代表性截面，如图3-1所示。
图3-1 计算代表性截面图单位：（cm）拱圈结构简化及尺寸示意图如图3-2所示：图3-2 拱圈结构简化及尺寸示意图单位：（m）1.混凝土自重荷载()20.6cos19.6711261115.29kN/m÷⨯⨯⨯÷⨯=考虑混凝土超灌，系数取1.05，则翼板部位混凝土分布荷载为：22115.29 1.0516.05kN/m p =⨯=2.模板荷载模板分布荷载为:()2221cos19.671 1.0111.06kN/m p =÷⨯⨯÷⨯=3.设备及人工荷载：2233kN/m p =4.砼浇注冲击及振捣荷载：2145kN/m p =2#区段拱圈分布荷载合计：222122232425.11kN/m p p p p p =+++=二、工字钢纵梁验算纵梁采用工25工字钢，计算跨度为4m ，0.9m 满铺，则其截面特性为：45017cm I x =；34.401cm W x =；7.21/=x x S I ；mm t w 8=工字钢纵梁所受均布荷载为25.11×0.9＝22.6kN/m 。
多孔拱桥上部计算书
长岭湖拱桥计算书1 工程概况该桥位于哈尔滨市西郊，新发镇长岭湖风景区内,是风景区内主要景观桥梁. 由于该桥位于风景区内, 考虑造型的美观要求并结合桥位所处位置和功能情况, 采用连拱拱桥结构. 上部结构采用钢筋混凝土板拱，基础采用钻孔灌注桩，全桥总长110m。
2 技术标准和设计依据2.1技术标准（1）桥梁净跨径为10m、12m、14m、20m，其中10m跨径拱圈厚度为45cm，12m和14m跨径拱圈厚度为50cm ，20m跨径拱圈厚度为55cm，拱圈宽度6.7m。
，净矢高F 分别为2.5m、3.5m、4.5m和5.5m。
（2）桥面布置：0.5m栏杆+6m机动车道+0.5m栏杆＝7m全宽（3）桥面横坡：1.5%（4）地震烈度：基本烈度6度，抗震措施按7度考虑.2.2设计规范（1）《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)（4）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）（7）《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)（8）《公路桥梁抗震设计细则》(JTG\TB02-01-2008)3 设计计算参数3.1主要材料（1）主拱采用C40混凝土。
（2）桥台及基础采用C30混凝土。
4 上部结构纵向计算4.1 计算方法与模型本节采用桥梁博士3.3计算程序，对主梁进行正常使用极限状态和承载能力极限状态计算。
根据连拱计算特点，本桥采用建立全桥模型方式建立桥梁模型。
采用虚拟梁模拟桥面，采用柱型单元模拟拱上自重。
采用一次落架施工工艺，结构的计算模型如下图所示。
分四种施工工况模拟施工，成桥状态。
全桥拱366个单元，1~112为桥面单元，113~ 218为板拱单元，219~331为拱上填料单元，332-366为墩台单元。
课程设计---拱桥结构设计计算说明书
课程设计---拱桥结构设计计算说明书《桥梁工程》课程设计专业：姓名：班级：****** ******第1页桥梁工程课程设计─────………................................................. ……………………拱桥结构设计计算说明书一．课程设计的目的1. 培养学生综合运用所学桥梁工程理论知识，解决钢筋混凝土拱桥结构的设计和计算问题，掌握钢筋混凝土拱桥结构分析和计算的理论与方法。
2. 强调规范在桥梁结构设计中的重要性，培养学生运用专业理论知识和专业规范进行桥梁结构设计的能力。
3. 进一步提高学生绘制桥梁工程施工图、使用计算机的能力。
二．课程设计的内容1. 确定主拱圈截面构造尺寸，计算拱圈截面的几何、物理力学特征值；2. 确定主拱圈拱轴系数 m 及拱上建筑的构造布置和几何构造尺寸；3. 结构恒载计算；4. 主拱结构内力计算(永久作用、可变作用) ；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定计算；7. 拱上立柱(墙) 的内力、强度及稳定性计算； 8. 绘制 1～2 张相关施工图。
装……………………………………………………………………………………………………...订三．课程设计的时间时间：两周；安排在理论课结束之后。
四．课程设计的方法1．独力思考，继承与创新设计时要认真查阅和阅读参考资料，继承前人的设计成果和经验，根据课程设计的具体要求，大胆改进和创新。
2．结合和参考本指导的算例，进行拱桥结构的设计计算，掌握拱桥的计算理论和设计内容与方法。
线五．课程设计的步骤1．设计准备：了解设计任务书，明确设计要求、设计内容、设计步骤；通过查阅教科书和相关设计资料，了解设计的理论和方法；准备好设计所需资料、工具书、工具软件；拟好设计计划。
2．设计实施：根据课程设计任务书的要求，参考设计指导书和教科书，确定设计的主要内容、计算顺序；根据相关计算理论，计算和填写相关图表的内容。
《上承式拱桥》课件
丽江大桥
丽江大桥是一座现代化的上承式 拱桥，融入了当地的建筑风格， 成为城市的地标性建筑。
上承式拱桥的未来发展
上承式拱桥的未来趋势
上承式拱桥将继续发展，趋向更高更远的跨度，以满足现代社会对交通设施的需求。
上承式拱桥的发展前景
上承式拱桥在世界各地都有广阔的应用前景，特别是在地理条件复杂的地区。
上承式拱桥的创新思路
3
上承式拱桥的检修和保养
上承式拱桥的检修和保养需要定期进行，包括桥面清理、涂漆和定向检测等。确 保桥梁的长期使用。
上承式拱桥的实例
长江大桥
云居寺大桥
长江大桥是一座世界著名的上承 式拱桥，连接着中国的两个重要 城市。它是中国桥梁建设的骄傲。
云居寺大桥是一座古老而神圣的 上承式拱桥，位于壮丽的山区景 观中，吸引了众多游客的关注。
上承式拱桥的支撑方式
上承式拱桥的支撑方式有单墩支 撑、双墩支撑和悬索支撑等。每 种方式都有不同的适用场景。
上承式拱桥的应用
上承式拱桥的应用景
上承式拱桥在山区、河流、城市等各种场景中得到广泛应用，为人们提供了安全便捷的交通 条件。
上承式拱桥的使用范围
上承式拱桥适用于中短跨度的桥梁，可以解决大跨度桥梁无法满足的需求。
《上承式拱桥》PPT课件
上承式拱桥是一种优美的桥梁结构，本课件将介绍上承式拱桥的历史、构造、 应用、设计建造和未来发展。
概述
什么是上承式拱桥？
上承式拱桥是一种桥梁结构， 顶部位于拱顶以上。它通过 将水平力分散到侧墩上，实 现了优秀的稳定性。
上承式拱桥的历史
上承式拱桥的历史可以追溯 到古代罗马时期。随着时间 的推移，它在世界各地得到 了广泛应用和发展。
上承式拱桥的优缺点比较
拱桥设计计算书
本设计的步骤为：根据设计任务要求，依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位的地质、地形条件，经初选后提出了三跨连续梁桥、下乘式钢管混凝土拱桥、独塔双跨式混凝土斜拉桥三个比选桥型。
按“实用、经济、安全、美观”的桥梁设计原则，比较三个方案的优缺点。
比选后把下承式钢管混凝土拱桥作为主要推荐设计方案，并进行了结构细部尺寸拟定、主梁内力计算、主梁和桥墩配筋设计及控制截面强度、应力验算，活载变形验算等。
经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求。
关键词：比选方案;三跨连续梁桥;下承式钢管混凝土拱桥;独塔双跨式混凝土斜拉桥；主要推荐设计方案；结构分析;验算Abstract: the process of designment：According to the design assignment and the present Highway Bridge Specifications, Take the geological and the landform of the bridge site for further analysis, after preliminary selection, three bridge type schemas are presented, they are Three-span continuous beam bridge, Xia Sheng-type steel arch bridge and Single tower cable-stayed double-span paring their characters comprehensively, the Xia Sheng-type steel arch bridge i s selected as the main design scheme by the philosophy of bridge design as “Practicability, Economy, Security, Beauty”. Through drawing up of structure’s dimension, internal force calculation of dead and living load, prestressed steel design, hypoforce calculation, assessment of prestressing loss, checking computation and pier of key section intension, stress, living load distortion, The conclusion can be drawn that the design is up to the assignment.Key word: Program Comparison ; Three-span continuous beam bridge;Xia Sheng-type steel arch bridge ;Single tower cable-stayed double-span concrete ; the main design scheme for further analysis ; Structure analysis and checking computation目录目录 (1)第一章前言 (1)第二章基本设计资料及技术指标 (2)2.1设计依据 (2)2.2工程地质条件与评价 (2)2.2.1 地形地貌 (2)2.2.2 地基土的构成及工程特性 (2)2.2.3水文地质条件 (2)2.2.4不良地质现象及地质灾害 (2)2.3主要技术标准 (3)第三章桥梁结构设计方案比选 (4)3.1设计要求 (4)3.1.1设计标准及要求 (4)3.1.2主要技术规范 (4)3.2.桥型的方案比选 (4)3.2.1桥型选取的原则 (4)3.2.2入选方案 (4)3.3.3 推荐方案说明 (10)第四章模型设计及计算 (12)4.1 桥型与孔跨布置 (12)4.2主要技术标准及设计采用规范 (12)4.2.1主要技术标准 (12)4.2.2设计采用规范 (12)4.3桥梁结构设计说明 (13)4.3.1上部结构设计说明 (13)4.3.2下部结构设计说明 (13)4.4桥面工程及其它 (13)4.5桥梁结构分析方法 (14)4.5.2荷载内力组合 (14)4.6主要建筑材料 (14)第五章上部结构计算 (16)5.1 桥梁的总体布置 (16)5.2 桥底标高 (16)5.3 拱肋刚度的取值： (16)5.4 毛截面几何特征计算 (17)5.5 拱肋承载力计算： (18)5.6 拱肋稳定系数计算 (19)5.7 作用组合 (19)5.8 横梁的计算 (20)5.8.1按平面静力计算 (20)5.9 建立全桥模型 (21)5.9.1 建立主拱圈模型 (22)5.9.2 矢跨比 (23)5.9.3 拱顶和拱脚高度 (23)5.10 全桥模型的建立 (24)5.11 辽河大桥静力特性分析 (27)5.11.1活载作用下主拱内力及应力 (27)5.12 辽河大桥动力特性分析 (33)5.12.1动力特性的分析方法 (33)5.13 全桥验算 (34)5.13.1 稳定性验算 (34)第六章施工阶段分析 (37)6.1 加工阶段介绍 (37)6.2 施工计算中的钢材应力标准: (37)6.3 施工中关键问题在施工计算中的考虑 (37)第七章下部结构计算 (39)7.1 埋置式桥台设计 (39)7.1.2 基底偏心距演算 (44)7.1.3基础稳定性演算 (44)7.1.4 沉降计算 (45)7.2 桥墩墩柱设计计算 (46)第八章施工组织设计 (55)8.1 编制依据 (55)8.2 编制范围 (55)8.3 编制原则 (55)8.4 工程范围 (55)8.5 进度计划安排 (56)8.6 劳动力安排 (56)8.7 确保工期的措施 (59)8.7.1 工期保证措施 (59)8.8 施工准备 (61)8.8.1项目部组建 (61)8.9 施工方案 (61)8.9.1 钢管拱桥的施工方法 (61)8.9.2 辽河大桥的施工过程 (63)8.9.3 辽河大桥施工要点 (69)8.9.4 雨季施工其它注意事项 (69)8.9.5 安全保证体系 (70)8.10 他应说明的事项 (73)8.10.1 现场文明施工 (73)8.10.2 环境保护 (73)第九章报价计算 (75)总结与展望 (76)总结 (76)结论 (76)展望 (76)谢辞 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
《桥梁工程》讲义第二章第三节拱桥计算(1)
2、拱上构造尺寸计算 ①腹拱圈 根据矢跨比f′/ L′，查《拱桥》 （上）表 （III）-2得：Sinφ0、cosφ0； 计算水平投影：X′= d′ Sinφ0 计算竖向投影：Y′＝d′ cosφ0 若为梁式腹孔不进行此项计算。
②腹拱墩（若为梁式腹孔，则为腹孔墩） 计算各腹拱墩高度h（或腹孔墩高）
1） 五点弯矩为零的条件：
（1）拱顶弯矩为零条件：
M d 0,Qd 0 ，只有轴力H g
（2）拱脚弯矩为零：
Hg
M
f
j
（3）1/4点弯矩为零：H g
M1/ 4
y1/ 4
（4）M j M1/ 4
f
y1/ 4
主拱圈恒载的 M1/4,M j 可由《拱桥（上）》
第988页附录III表(III)-19查得。
4） 拱轴线的水平倾角
tg dy1 dy1 2 fk shk dx l1d l(m 1)
k ln(m m2 1)
拱轴线各点水平倾角只与f/l和m有关，该值可从 《拱桥》 （上）第577页表（III）-2查得。
5）拱轴系数的计算 （1）拟定上部结构尺寸
1、计算主拱圈几何尺寸 ①截面几何特性计算 截面高度：d 主拱圈横桥向取1米单位宽度计算： 横截面面积：A 截面惯性矩：I 截面抵抗矩：W 截面回转半径：rw
（1）不考虑弹性压缩的恒载内力--实腹式拱
认为实腹式拱轴线与压力线完全重合，拱圈
中只有轴力而无弯矩，按纯压拱计算：
恒载水平推力：Hg
m 1 4k 2
gdl f
2
kg
gd l 2 f
(0.128~ 0.18)
gdl2 f
拱脚竖向反力为半拱恒载重力：
l1
m2 1
上承式拱桥的设计与构造详细解读(83页)
桥梁工程
2007
主要特点 截面组成方式
截面挖空率大 中性轴居中 抗弯和抗扭刚度大，整体性好
制作要求高，吊装设备多
由多条U形肋组成的多室箱形截面
多条工形肋组成的多室箱形截面 多条闭合箱肋组成的多室箱形截面
单箱多室截面
桥梁工程
2007
桥梁工程
2007
箱形拱闭合箱的构造
桥梁工程
2007
箱拱预制施工构造示意图
桥梁工程
2007
✓ 粗料石砌筑拱时，拱石需要随拱轴线和截面形式不同 而分别进行编号，以便于拱石的加工。
▪ 等截面圆弧线拱圈，截面相等，单心圆弧线，拱石规 格较少，编号较简单
▪ 变截面拱圈，由于截面发生变化，使拱石类型较多， 编号较复杂，给施工带来很大的麻烦
▪ 石板拱的主拱圈以等截面为主
桥梁工程
2007
桥梁工程
2007
实腹式拱桥构造图
桥梁工程
2007
实 腹 拱 横 截 面
桥梁工程
2007
空腹式拱桥构造图
桥梁工程
2007
二、主拱圈 ➢ 料石拱(粗料石)： 不小于30号石料、不小于7.5号砂浆
（大中桥） 不小于5号砂浆（小桥） ➢ 块石拱： ➢ 片石拱： 7.5号砂浆（中小桥） ➢ 石拱圈：等截面圆弧拱，等截面或变截面悬链线拱
Ij和j分别为拱脚截面的惯性矩和倾角
设计时，可先拟定拱脚和拱顶截面的厚度，求出n, 再求其它截面的I，公路桥n=（0.5~0.8）
变截面一般做法：一般是从拱顶向拱脚截面加大， 常采用变厚度的做法。
桥梁工程
2007
石板拱桥的构造
一、总体布置 ✓ 石拱桥的主拱圈以石料建造。 ✓ 跨径小于20m，拱上建筑常做成实腹式 ✓ 跨径大于20m，拱上建筑一般为空腹式
土木道桥毕业设计_30m上承式钢管混凝土拱桥
单跨30m上承式钢管混凝土拱桥设计50m Single-span Concrete Filled Steel TubularArch Bridge Design摘要近几十年来，随着科学技术的进步，国民经济的蓬勃发展，国家基础设施建设规模的不断扩大，我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就，桥梁建筑技术也有了很大的进展。
其中钢管混凝土系杆拱桥是近年来我国桥梁建设新发展的桥型，具有强度大，自重轻，抗变形能力强的特点。
钢管混凝土结构在桥梁上的应用，同时解决了高强度材料的应用和施工的不方便两大难题，因而，钢管混凝土系杆拱桥在我国得到了迅速的发展。
现在钢管混凝土拱桥向着更大跨径、更大规模方向发展，同时应用区域和范围也不断扩大，在建的重庆朝天门大桥（钢桁架系杆拱）的跨径已达到552m，比上海卢浦大桥长2m，成为新的同类桥型世界之最。
此次设计是一50m钢筋混凝土柔性系杆拱桥，桥全长54m，桥面净宽9+2×0.5m，矢跨比采用1/5，采用二次抛物线形式拱肋，拱肋截面为哑铃型，设计荷载为公路一级，双向四车道。
运用Midas Civil软件完成建模和施工阶段受力分析。
取分析数据作为结构设计的依据。
通过此次设计，对桥梁设计的全过程有一个从概念上到实际上的了解，加深对桥梁设计规范的掌握程度，同时也学会了运用桥梁软件Midas Civil。
关键词：钢管混凝土；Midas Civil；上承式拱桥ABSTRACTIn recent decades，our country economy stability increases and the scientific technology develops quickly，more investment is put into the fundamental facilities，we accomplish a lot of great construction of bridges and a large improvement also be made in bridge construction technology.In our country，concrete fitted steel tubular (CFST) arch bridge is a new technique accompanied with bridge construction recently which are light deadweight，high strength and high resistance to deformation. It has solved two difficult of application and erection of high strength material in arch bridge. The CFST arch bridge has being developed quickly in our country. Now CFST arch bridge toward more and morelarge-scale direction, but also regional and scope of application expanded, Chaotianmen Bridge under construction (steel tied arch truss) the span has reached 552m, compared with the Lupu Bridge length2m, a new kind of bridge in the world. The design is a 50m flexible reinforced concrete arch bridge, bridge length 54m, bridge clear width 9 +2 × 0.5m, span ratio is 1 / 5, with parabolic arch forms, arch cross section for the dumbbell type, design load for the road level, two-way four lanes. Complete the modeling software using Midas Civil and Mechanical Analysis of the construction phase. Analysis of data taken as a basis for structural design. With this design, bridge design process from concept to a practical understanding of the mastery of bridge design specifications, but also learned to use bridge software Midas Civil.Key words：concrete fitted steel tubular (CFST) arch bridge；Midas Civil；through arch目录第1章钢管拱桥发展概况 (1)1.1钢管混凝土拱桥的发展概况 (1)1.2钢管混凝土拱桥的特点 (2)1.3上承式结构拱桥简介 (2)第2章Midas Civil软件的介绍 (3)第3章建模过程 (5)3.1桥梁设计基本参数的选取 (5)3.1.1拱肋材料及尺寸 (5)3.1.2主梁材料及基本构造 (6)3.1.3立柱与横向连接 (7)3.1.4盖梁于横梁的基本构造 (7)3.2利用Midas Civil软件的建模过程 (8)3.2.1材料的基本设定 (8)3.2.2截面的定义 (10)3.2.3节点的建立 (13)3.2.4单元的建立 (16)3.2.5边界条件的定义 (19)3.2.6荷载工况的定义 (20)3.2.7二期荷载的布置 (25)3.2.8自重转化为质量 (27)3.2.9荷载转化质量 (27)3.3运行结果 (28)3.3.1周期与振型 (28)3.3.2梁单元受力情况 (30)3.3.3显示反力 (31)3.3.4显示应力 (31)3.3.5显示影响线 (32)第4章检算过程 (34)4.1内力作用组合 (34)4.1.1作效应用组合基本原理 (34)4.1.2冲击系数 (34)4.1.3 主梁内力作用组合 (35)4.1.4 拱肋内力作用效应组合 (35)4.2 主梁内力计算 (37)4.2.1普通钢筋的估算及布置......................................................... 错误！未定义书签。
拱桥计算书
白莲崖水库拱桥计算书一、工程概况本桥为钢管混凝土中承式拱桥，两拱角中心跨度为60m，矢高为10m。
主拱肋截面为矩形截面，截面尺寸为1m×0.9m。
风撑：该桥在主拱肋中心位置设风撑一道。
吊杆：初步采用采用PES(FD)5-91低应力防腐索体及其配用锚具。
预应力钢束：图-1 预应力钢束示意图二、有限元计算分析1、建模说明全桥共有382个结点，541个单元，其中：主拱肋、风撑、横梁、纵梁采用空间梁单元，吊杆采用空间索单元，桥面板采用板单元。
建立的计算分析模型如图-2、图-3所示。
图-2 第一施工阶段分析模型图-3 第二施工阶段分析模型材料：主拱肋、纵梁采用C50混凝土，横梁采用C30混凝土；吊杆采用一般钢材特性，其弹性模量取2.0E+11Pa。
2、施工阶段划分本文的计算中将施工阶段简单分为2个阶段，具体如下表所示。
表-1 施工阶段说明表3、计算荷载1）一期恒载主拱肋、纵梁、横梁以及桥面板均按实际截面尺寸以及相应标号的混凝土容重计入其自重，吊杆则按其公称截面积以及钢材的容重计入其自重。
2）预应力荷载根据施工阶段，预应力钢绞线采用123）二期恒载这里只考虑桥面铺装层的自重。
4）活载分别计算了汽车荷载、人群荷载以及挂车荷载对结构的影响。
汽车荷载采用QC-20按二车道布置，挂车采用挂-100。
5）温度荷载设计时对结构分别考虑了升温20℃和降温20℃的体系温差。
4、荷载组合根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021 89）的相关规定进行荷载组合，主要进行下列三种组合。
组合Ⅰ：恒载＋汽车荷载+人群荷载组合Ⅱ：恒载＋汽车荷载+人群荷载＋温度影响力组合Ⅲ：恒载＋挂车荷载三、静力分析计算结果三种组合组合Ⅰ：恒载＋汽车荷载+人群荷载组合Ⅱ：恒载＋汽车荷载+人群荷载＋温度影响力组合Ⅲ：恒载＋挂车荷载表-2 主拱肋控制截面应力结果中跨施工毕边跨施工毕上桥面铺装组合Ⅰ组合Ⅱ组合Ⅲ拱脚-16.10-15.80-15.70-16.10-16.30-16.10 1/8跨-7.58-8.72-9.07-10.60-11.30-10.80 2/8跨-6.06-6.24-6.75-8.50-9.14-8.47 3/8跨-6.57-7.09-7.48-8.82-9.66-8.92拱顶-5.32-5.98-6.31-7.51-7.98-7.66拱肋纵梁交点-15.80-17.60-18.50-21.10-21.40-21.20表-3 纵梁主要控制截面上缘应力结果截面上缘截面下缘组合Ⅰ组合Ⅱ组合Ⅲ组合Ⅰ组合Ⅱ组合Ⅲ边支点σmax-6.51 -6.35 -6.31 -14.85 -4.92 -2.70 σmin-10.91 -11.03 -12.608 -16.32 -11.23 -11.561/2边跨σmax-7.16 -2.80 -2.92 -5.16 -4.68 -4.00 σmin-10.81 -5.97 -6.51 -10.58-10.10 -11.27中支点σmax-5.08 -6.21 -4.71 -8.51 -9.79 -8.51 σmin-7.33 -8.30 -7.38 -10.00 -11.17 -10.171/4中跨σmax-7.46 -6.39 -5.91 -5.59 -5.61 -4.13 σmin-10.75 -9.28 -9.57 -10.76 -10.80 -11.401/2中跨σmax-7.24 -6.60 -5.89 -6.79 -5.87 -4.49 σmin-9.85 -10.04 -10.57 -10.77 -10.78 -11.31表-4 吊杆轴力计算结果吊杆选用PES(FD)5-91，其破断载荷为2984KN，吊杆安全系数可达5.37。
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拱轴线拱脚处切线与水平线交角 =tan4441.07/1000×1/5=41.612（1994年拱桥手册上册附表（III-2），sin =0.6641,cos =0.7477
2.2
拱圈截面如图2.2所示，其几何力学性质如表2.1所示。
拱圈截面由C40混凝土浇筑而成，
图2.2箱型拱圈截面（尺寸单位：cm）
4．拱桥主要承受轴向压力，不会因为混凝土收缩徐变而导致过大的挠曲，这对于多年后的高速行车有利。且拱桥超载潜力较大，这适应未来交通发展交通量增大较快的要求特点。且其耐久性能较好。综合经济指标较好。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第二章
图2.1桥型布置图
2.1
设计荷载公路—Ⅰ级汽车荷载，人群荷载2.675kN/m2
桥面净宽净7.0附2×2.0m人行道
表2.1拱圈截面几何力学性质计算表
编号
尺寸及换算截面计算（m）
换算面积A（m2)
分块面积重心至全截面底边距y(m)
对底边面积矩S=A*y
对自身重心轴惯矩Io(m4)
对底边惯性矩I'=Ay(m4)
1
7.88×0.18
1.4184
1.91
2.70914
0.00383
5.17446504
2
5×（0.56+0.36）×0.1/2
计算矢高 23.2523m
计算矢跨比 0.2
拱轴线长度 m
表2.2拱圈几何性质表
截面号
y1/fo
y1
cosФ
yb/cosФ
yt/cosФ
y1+yb/cosФ
y1-yt/cosФ
1
2
3
4
5
6
7
8
拱脚0
1
23.2523
0.7477
1.33743
1.33743
24.6
21.91487
1
0.82558
19.1967
（4）施工方案：主跨采用挂篮悬臂浇注法，共设2个挂篮工作面，对称逐段浇注浇筑施工，先在边跨处进行支架浇筑合拢施工，边跨合拢时中跨未合拢段需进行预压加载，再在主跨跨中处合龙。
（５）主要工程数量表见图中所示．
第三方案：简支梁桥
图1.3第三方案立面布置图
（1）总体布置和结构体系：此方案的桥跨布置为6x40m。桥跨均为标准跨径。
简洁。
养护维修工程量
少
少
少
设计经验水平
有较成熟的经验
有较成熟的经验
有成熟经验
国际先进水平
国际水平
国内水平
施工方法和难易程度
主拱圈采用无支架
全桥采用挂篮
主梁采用预制装配式
缆索吊装施工，运输灵
活，施工方便、安全。
悬臂浇注施工，不难
施工,快速简单.桥墩
过高,施工较困难。
工程数量
混凝土（方）
10066
8715.76
净跨径
净矢高
净矢跨比
拱圈厚度d=2m
拱圈宽度b=7.88m
拱圈材料重力密度 =24kN/m3
拱梁顶部盖板为M10浆砌C40混凝土预制板，其余均为C40现浇混凝土，其强度设计值分别为5.84MPa和15.64MPa,砌体Em=22000MPa，C35混凝土弹性模量
为3.25×10 。拱上建筑采用的是跨径为10m的简支板。
0.23
1.7736
0.40793
0.00018
0.723501101
3
0.1×（0.3+0.1）
0.04
1.7783
0.07113
2.8E-05
0.126498304
4
5×1.44×0.36+2×1.44×0.1
2.88
1
2.88
0.49766
2.88
5
5×（0.56+0.36）×0.1/2
0.23
（3）第2栏自《1994年手册》附表（Ⅲ）-1查得，第4栏自附表（Ⅲ）-2查得tan ,再求cos 。
2.3
拱轴系数按假定尺寸验算，先求拱的自重压力线在拱跨1/4点的纵坐标y1/4与矢高f0的比值y1/4/ f0,如该值与假定值0.23（m=1.756）符合，则可确定作为拱轴系数；否则，另行假定拱轴系数，直至假定与验算结果相符。
（２）主跨结构构造：本桥采用墙式桥墩三跨连续梁体系。梁高和底板厚度均采用抛物线型变化。支点和跨中梁高分别为5米，2米。箱梁中共设4道横隔板，其中两中墩墩顶各设1道，两边桥台支撑处各设１道。
（３）墩台及基础：主跨采用立墙式墩，墩高分别为35.1米和29.8米。墩身截面尺寸为1.8m×6m。墩身有足够强度以承受上部构造传递的荷载。桥墩基础均采用柱径为1m的圆形转孔灌注桩基础。两边桥台均为钢筋混凝土重力式U型桥台。
0.2264
0.05207
0.00018
0.011787018
6
0.1×（0.3+0.1）
0.04
0.1417
0.00567
2.8E-05
0.000802816
7
7.88×0.18
1.41844
0.05
0.070922
0.00383
0.003546
合计
6.2568
6.19686
6.19686
0.50573
（２）主跨结构构造：主桥采用等截面悬链线无绞拱．主拱圈采用单箱单室截面，箱高2米，总宽为7.88米．拱箱内布设横隔板，横隔板位置除腹拱墩下必须设置外，其余为跨径方向3m设一个横隔板，拱上建筑采用梁式拱上建筑，主梁采用10米预制空心板，两侧引桥为16米装配式预应力混凝土空心板简支梁桥．
（３）墩台及基础：采用重力式U型桥台．引桥桥墩采用纵桥向宽度为80厘米的柱式桥墩，拱上立柱为80cm×100cm矩形柱．所有基础均采用钻孔灌注桩基础．
（2）主梁截面：主梁均采用T形截面。40m跨梁高2.5m,与主跨的比值为1/16。桥面宽7+2×2m。主梁混凝土标号为45号。
（３）桥墩：桥墩为三柱式桥墩,基础为扩大基础.
（4）施工方法:主梁采用预制装配,桥墩采用滑模施工.
表1.1方案技术经济比较
方案类别
比较项目
第一方案
第二方案
第三方案
主桥跨桥型结构
1.2
从总体布置，受力合理，技术可靠，施工方便，技术经济等多方面考虑后，选出以下3个图式来编制桥型比较方案．
第一方案：上承式梁式空腹钢筋混凝土箱形板拱
图1.1第一方案立面布置图
（１）孔径布置：本方案由两侧引桥和中间主跨组成．孔径布置为：3×16+130+4×16米，全长242米．本桥址地形成V字形，无通航要求，桥面标高与地面最低标高高差较大，地形情况良好，适合修建拱桥．
13006
高强钢丝（㎏）
—
192380
41580
钢筋（㎏）
330980
610680
701480
工 期
短
较长
短
1.3
经过以上经济，技术比较后，推选第一方案作为推荐桥型方案，其理由如下：
1．该桥位地形成V字形，地质情况良好，能够满足拱桥对地基要求较高的要求。桥面标高与地面最低标高高差较大，修建拱桥可以一跨跨过沟谷，避免了修建高大桥墩，减少了下部构造工程量。
10.8
8.5866
5
0.31624
7.35324
0.9119
1.09661
1.09661
8.45
6.256626
1/4跨6
0.23
5.34803
0.9353
1.06918
1.06918
6.42
4.278853
7
0.15836
3.68221
0.9552
1.0469
1.0469
4.73
2.63531
8
y1/4/f0可按下式求得：
y1/4/f0= (2-1)
式中：y1/4————拱轴线拱跨1/4点的坐标；
f0 ————拱轴线计算矢高；
———拱的自重作用下，半拱自重对拱跨1/4点弯矩；
———拱的自重作用下,半拱自重对拱脚的弯矩;
计算参见表2.3-2.5。
2．第一方案采用箱肋组合成拱。主拱采用分段预制，缆索吊装的施工技术，吊装重量较小，无须大型吊装设备。主梁采用10米的空心板，采用预制安装。整座桥施工速度较快，工期较短，施工技术成熟。
3．第二方案采用主跨为110米的连续梁桥，其预应力筋用量较大，使桥梁造价增大。且因须施加较多预应力，使施工较为复杂，又因运用挂篮悬臂浇注施工，使其工期较长。第三方案采用40m简支梁体系，修建桥墩较多，墩较高，且体积庞大，这样导致其下部构造工程量显著增大，工期较长。主要工程量计算结果表明，第一方案工程量最小。且拱桥施工技术成熟，施工工期较短，施工费用不会太高。这样整座桥造价最省。
0.10064
2.34013
0.9714
1.02944
1.02944
3.37
1.310693
9
0.0563
1.30915
0.9839
1.01636
1.01636
2.33
0.292788
10
0.02493
0.57956
0.9929
1.00715
1.00715
1.59
-0.42759
11
0.00622
0.14456
地面标高
K11＋585.00
232.00
+595.00
230.22
+605.00
226.28
+620.00
219.49
+630.00