拱桥计算

计算报告

目录

一、结构计算分析依据 (2)

二、结构计算分析 (2)

2.1 拱轴系数计算 (2)

2.1.1 计算标准 (2)

2.1.2 材料及其数据 (2)

2.1.3 上部结构计算 (2)

2.2 计算分析模型 (7)

2.2.1 建立模型 (7)

2.2.2 材料特性 (8)

2.2.3计算分析说明 (8)

2.2.4 计算分析结果 (9)

2.2.4.1 主拱圈承载能力极限状态承载能力计算结果 (9)

2.2.4.2 主拱圈应力计算结果 (11)

2.2.4.3 主拱圈抗剪验算 (14)

2.2.4.4 刚度验算 (15)

2.2.4.5 桥台稳定性和抗滑移验算 (15)

三、结构计算分析结论 (23)

一、结构计算分析依据

1、交通部《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)

2、交通部《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)

3、交通部《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)

4、交通部《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)

5、交通部《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)

6、交通部《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

7、交通部部标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ022-85》

8、《公路桥涵设计手册-拱桥》（上、下册），人民交通出版社，1994年

9、《公路桥涵设计手册-基本资料》，人民交通出版社，1993年

二、结构计算分析

2.1 拱轴系数计算

2.1.1 计算标准

设计荷载：公路-Ⅱ级

净跨径：L0=80m

净矢高：f0=13.33m

桥面净宽：净4.5+2×0.5m（防撞护栏）

2.1.2 材料及其数据

拱顶填料厚度hd=0.62m,γ4=24KN/m3

拱腔填料单位重γ3=23KN/m3

腹孔结构材料单位重γ2=25KN/m3

主拱圈采用C40钢筋混凝土,γ1=26KN/m3,轴心抗压强度设计值fcd=18.4MPa,弹性模量E＝3.00×104MPa。

2.1.3 上部结构计算

（一）主拱圈

1、主拱圈采用箱形横截面，全桥共设4箱，其宽度b

＝5.3m,主拱圈厚度

cm k b L a H 14011008000600=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛

+=⎪⎭⎫ ⎝

⎛+=,取H=150cm 。

假定m=2.814,相应的y 1/4/f=0.21,查《拱桥》附表（Ⅲ）-20（8）得

Ψj =39°19′9″,sin Ψj =0.63364, cos Ψj =0.77363 2、主拱圈的计算跨径和矢高

L=l 0+Hsin Ψj =80+1.5×0.63364=80.9505m

f=f 0+H/2-Hcos Ψj /2=13.3333+1.5/2-1.5×0.77363/2=13.5031m 3、主拱圈截面坐标

将拱中性轴沿跨径24等分，每等分长Δl=L/24=3.3729m,每等分点拱轴线的纵坐标y 1=[《拱桥》（上册）表（Ⅲ）-1值]f,相应拱背曲面的坐标y ′

1=y 1-y 上/cos Ψ,拱腹曲面相应点的坐标y ″1=y 1+y 下/cos Ψ,具体位置见图1-1，具体数值见表1-1。

主拱圈截面计算表 表1-1

(二) 拱上结构

1、主拱圈拱上每侧对称布置截面高度d ′＝0.3m 的C30钢筋混凝土等截面圆弧线腹拱圈，其净跨径l ′＝5.5m,净矢高f ′＝1.1m,净矢跨比为1/5。查《拱桥》上

册表3-2得

Ψ0=43036′10″,sin Ψ0=0.689655,cos Ψ0=0.724138

腹拱拱脚水平投影x ′=d ′sin Ψ0=0.2069m 腹拱拱脚竖向投影y ′=d ′cos Ψ0=0.2172m

2、腹拱由石砌横墙支承，第一横墙宽1.0 m ，其他横墙宽0.8m 。主、腹拱圈拱背在同一标高时，腹拱的起拱线至主拱拱背的高度h=y 1+y

上

(1-1/cos

ψ)-(d ’+f 0’)，空、实腹段分界线的高度h=y 1+y 上(1-1/cos ψ)。这些高度均可利用表1-1的数值内插得到，也可以用悬链线公式直接算得。具体计算结果见表1-2。

腹拱墩高度表 表1-2

3、上部结构恒重

（1）主拱圈

主拱圈横隔板 一道横隔板P=25.168KN M 1/4＝956.1688（KN ·m ） M j ＝3575.7666（KN ·m ） 拱圈横截面A=3.45m 2

P 0-12＝[表（Ⅲ）-19（8）值]A γ1l+25.168×13/2=0.53777×3.45×26×80.9505+25.168×13/2=4068.4749（KN ）

M 1/4＝[表（Ⅲ）-19（8）值]A γ1l 2/4+956.1688

=0.12579×3.69×26×80.95052/4+956.1688=19441.0916（KN ·m ） M j ＝[表（Ⅲ）-19（8）值]A γ1l 2/4

=0.51629×3.69×26×80.95052/4+3575.7666=79444.9197（KN ·m ） (2)拱上空腹段 a.腹孔上部

腹拱外弧跨径:l ′外＝l ′+2d ′sin Ψ0

=5.5+2×0.3×0.689655=5.9138m 腹拱内弧半径:R 0=[表3-2值]l ′

=0.725001×5.5=3.9875m

腹拱圈重：P a =[表3-2值]（R 0+d ′/2）d ′B 0γ2