下承式拱桥设计计算书

下承式拱桥设计计算书

一、设计资料

1设计标准

设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3.0kN/M2。桥面净宽：净-9m+和附2⨯1.0m人行道拱肋为等截面悬链线矩形拱,矩形截面高为2.2m,宽为1.0m 。净跨径：l=110m

净矢高：f=22m

净矢跨比: f l= 1/5

2主要构件材料及其数据

桥面铺装：10cm厚C50混凝土，γ1 =25kN/m3; 2cm沥青砼桥面铺装,材料容重

γ

=23kN/m3;

2

桥面板：0.5m厚空心简支板，C30级钢筋砼γ3 =25kN/m3;

γ =25 kN/m3;

主拱圈、拱座：C40级钢筋砼矩形截面，

4

γ=18kN/m3拉杆：HDPE护套高强度钢丝束，上端为冷铸锚头，下端为穿销铰。

5

3 计算依据

1）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计通用规范》人民交通出版社，1985年。

2）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计手册—拱桥》上、下册，人民交通出版社，1978年。

3)中华人民共和国交通部标准，《公路桥涵地基与基础设计规范》，人民交通出版社，JTJ024-85

二、主拱圈截面几何要素的计算

（一）主拱圈横截面尺寸如图1所示

图1 拱圈横断面构造（尺寸单位：cm ） （二）主拱圈截面几何性质 截面积： 1.8 2.0 3.6A =⨯= 绕肋底边缘的静面矩：

2.0 1.8 1.0

3.6S =⨯⨯=

主拱圈截面重心轴

y 下=S

A

=1.0m

y 上= y 下=1.0m

主拱圈截面绕重心轴的惯性矩

3

211 1.8 1.201212

2.0x bh I =⨯=⨯⨯=

主拱圈截面绕重心轴的回转半径 w 1.2

0.5773.6

r x

A

I

=

=

= （三）计算跨径和计算矢高

计算跨径: j

ϕ=45.039、j d =2.2m 、d d =1.8m

L =0L sin 90 2.2sin 45.039J j d ϕ+=+=

计算矢高: 0

cos 2

2

j

j

j f d d f

ϕ=

+-=

三、 主拱圈的计算

（一）拱轴系数的确定 吊杆及拱圈构造如图2

图2 吊杆及拱圈构造图

假定拱轴系数m=1.988，相应的14y f =0.601,f 0/ l 0=1

5

,查《拱桥》（上册）表（Ⅲ）

-20（5）得

sin ϕj =0.67354, cos ϕj =0.73915 拱脚截面的水平投影和竖向投影 x=Hsin ϕj =2.0×0.67354=1.346m y=Hcos ϕj =2.0×0.73915=1.478m 将拱脚沿跨径24等分，每等分长24

l

l ∆=

=4.583m,每等分点拱轴线的纵坐标y 1=[表（Ⅲ）-1值]×f,相应的拱背曲面坐标11cos y

y y ϕ'=-上,拱腹曲面坐标

11cos y y y ϕ

''=+

下

。具体数值见表1，具体位置见图3。 y 1'

y 1"

y 1

y1

y b y

图3 拱轴坐标示意图

截

面号x1

f

y

1

y

cosϕcos

y

ϕ

上

cos

y

ϕ

下

1cos

y

y

ϕ

-上

1cos

y

y

ϕ

+下

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 54.99

6 1.00000

22.224

0.7391

5

1 50.41

3 0.90803

1

20.180

0.7600

6

2 45.83

0 0.82178

3

18.263

0.7803

6

3 41.24

7 0.74100

1

16.468

0.7999

7

4 36.66

4 0.66544

2

14.789

0.8188

4

5 32.08

1 0.59488

2

13.221

0.8368

9

6 27.49

8 0.52911

11.759

0.8540

6

7 22.91

5 0.46793

2

10.339

0.8703

2

8 18.33

2 0.41116

4

9.138

0.8856

3

9 13.74

9 0.35863

7

7.970

0.8999

7

1 0 9.166 0.31019

5

6.894

0.9133

2

1 1 4.583 0.26569

3

5.905

0.9255

6

1 2 0 0.22500

5.000

0.9370

1

(二)、桥面结构恒载计算

1.桥面系

(1)桥面铺装:

2cm厚沥青砼铺装，γ=22kN/m3

0.08×9×8.5×22=126.73kN 8cm厚现浇C50砼，γ=25kN/m3

0.08×9×8.5×24=138.24kN