等截面悬链线板拱桥设计
等截面悬链线圬工拱桥计.doc
黑龙江东方学院建筑工程学部课程设计等截面悬链线圬工拱桥专业：道路与桥梁课程：《桥梁工程》学号：044175104学生姓名：指导教师：余诗泉教授完成期限：2007-6-25——2007-7-02等截面悬链线圬工拱桥计算一． 设计资料（一） 设计标准1．设计荷载公路二级，人群荷载3kN/㎡。
2．跨径及桥宽净跨径l 0=40m ，净失高m f 8= ,净失跨比5100=l f 。
桥面净宽为净7+2×（0.25+0.75m 人行道），m B 9= 。
（二） 材料及其数据1.拱上建筑拱顶填料厚度，m h d 5.0=，包括桥面系的计算厚度为0.736m ，平均重力密度31/20m kN ＝γ。
拱上护拱为浆砌片石，重力密度32/23m kN =γ。
腹孔结构材料重力密度33/24m kN =γ。
主拱拱腔填料为砂、砾石夹石灰炉渣黄土，包括两侧侧墙的平均重力密度4γ=kN/3m 2.主拱圈M10砂浆砌MU40块石，重力密度33/24m kN =γ。
轴心抗压强度设计值cd f =2323/1012.42.1/1044.3m kN m kN ⨯=⨯⨯。
抗剪强度设计值MPa f vd 073.0=。
弹性模量MPa E m 073.0=。
拱圈设计温差为C 15± 3.桥墩地基土为中等密实的软石夹沙、碎石，其容许承载力[0σ]=500kN/㎡。
基础与地基间的滑动摩擦系数取5.0=μ。
(三)设计依据1.交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》，（JTG D60-2004）2004年。
简称《桥规1》；2.交通部部标准《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）2005年，人民交通出版社，《简称桥规2》；3.交通部部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》，人民交通出版社，简称《桥规3》；4.《公路设计手册-拱桥》上下册，人民交通出版社，1978。
简称《拱桥》。
二、主拱圈计算（一）确定拱轴系数拱轴系数m 值的确定，一般采用“五点重合法”，先假定一个m 值，定出拱轴线，拟定上部结构各种几何尺寸，计算出半拱恒载对拱桥截面形心的弯矩j M ∑和自拱顶至4l 跨的恒载对4l跨截面形心的弯矩4l M ∑。
空腹式等截面悬链线箱型无铰拱桥设计计算书
空腹式等截面悬链线箱型无铰拱桥设计计算书一、 设计资料（自拟）设计荷载：公路—Ⅰ级，人群荷载3。
5KN/m2净跨径:L 0=50+学号=50+24=74m,矢跨比：f 0/L 0=1/5，所以f 0=14.8m ，桥宽2.5+10+2。
5拱顶填土包括桥面的平均高度h d =0.6m ，材料容重1γ=22。
5KN/m 3护拱及拱腔为1号石灰砂浆砌筑片石，1γ＝22.5 KN/m 3 主拱圈40号钢筋混凝土,材料容重：2γ=25 。
5KN/m 3腹拱圈30号混凝土，材料容重：3γ= 24.5 KN/m 3拱上立柱(墙)材料容重：4γ＝25 KN/m 3桥面铺装为 8cm 钢筋混凝土（4γ＝25 KN/m 3）+6cm 沥青混凝土（5γ＝23 KN/m 3) 人行道板及栏杆重52。
0 KN/m （双侧) 合拢温度：15o c最高月平均温度 35o c 最低月平均温度 0o c二、 设计内容1、 确定主拱圈截面构造尺寸，计算拱圈截面几何特性、物理力学特征值;2、 确定主拱圈拱轴系数m,拱轴线悬链线方程及拱上建筑的构造布置和几何构造尺寸；3、 拱圈弹性中心及弹性压缩系数；4、 主拱圈结构内力计算(恒载、活载);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。
三、 流程图 四、 详细计算（一） 主拱圈截面构造及截面几何要素计算1、主拱横截面设计拱圈截面高度按经验公式估算D=L0/100+Δ=74/100+0。
8=1.54m为方便计算，取D=1.6m拱圈由9个1.5m宽的拱箱组成,全宽B0=13。
5m构造图如附图所示：2、箱型拱圈截面几何性质截面积：A=（1.6*1.5-1。
2＊1。
2+0。
1＊0。
1＊2）*9=8.82 m2绕箱底边缘的净矩：S=［1.6＊1.5*0。
8—1*1.2*0。
8—(0。
1＊0。
1+1＊0.1）＊0.8＊2］＊9=7。
056 m3主拱圈截面重心轴：y下=S/A=0.8m y上=1。
等截面悬链线空腹式无铰拱(石拱桥)设计
目录一、课程设计任务书 (2)二、设计说明书1、主要尺寸的拟定 (4)2、拱轴系数m的确定 (5)3、计算跨径和计算矢高 (5)4、主拱圈拱轴线、拱背和拱腹坐标 (5)5、各部分结构重力及其拱脚和拱跨1/4处的距离 (7)6、拱轴系数m值验算 (14)7、结构重力内力 (15)课程设计任务书一、设计题目等截面悬链线空腹式无铰拱（石拱桥）设计二、设计资料1.设计荷载：汽车-20；挂车-100；人群荷载3.5KN/m2;⒉桥面净宽：净—9＋(2×0.25+2×0.75 ) m；⒊标准跨径：40m；⒋净跨径：40m；⒌净矢高：8m；⒍拱顶填土平均厚度（包括路面）为0.7m；⒎人行道及栏杆等折算厚度为0.06m；⒏拱圈材料容重γ1=24KN/m3；⒐拱上建筑材料容重γ2=22KN/m3；⒑人行道及栏杆的材料容重γ3=23KN/m3；⒒路面及填料的平均容重γ4=18KN/m3；⒓侧墙顶宽度取C=0.8m；13.最高月平均温度为30℃，最低月平均温度为0℃，主拱圈合拢温度为15℃；14.采用拱架施工；15.拱圈材料的弹性模量E=7200Mpa。
三、设计内容1.拟定主拱圈的主要尺寸；2.假定拱轴系数m，确定计算跨径和计算矢高；3.计算主拱圈拱轴线、拱背和拱腹坐标；4.计算各部分结构重力及其拱脚和拱跨1/4处的距离；5.验算假定的拱轴系数m，如果符合，进行下一步；如果不符合，须重新假定m值，由第二步开始再次进行计算；6.结构重力内力计算；7.活载内力计算。
四、参考资料1.《桥涵设计》（材料）；2.《公路桥涵设计手册》拱桥分册；3.相关图纸。
五、注意事项1.计算书要求用钢笔或圆珠笔书写；2. 计算过程所用参考图，用铅笔手工绘制或CAD绘制；3. 用CAD完成部分用A4纸打印；4. 资料和图纸装订成册上交，要求设计封面、目录。
设计说明书一、主要尺寸的拟定（一）主拱圈尺寸的拟定 1.主拱圈厚度10(20)0.016 1.2(4020) 1.152d m k L =+=⨯+= m 取d=116cm式中：d ——拱圈厚度（m ）；L o ——拱桥净跨径（m ）；m 1——系数，一般取0.016-0.02，本设计取0.016； k ——荷载系数，按规范规定选取1.22.主拱圈宽度（即桥面宽度）92 1.011.0B =+⨯=m（二）拱上建筑主要尺寸的拟定 ⒈小拱净跨径由于腹拱跨径不宜大于主拱圈的18—115，所以 0018l l '=—0115l = 5.0 — 2.67， （因为考虑每边各个腹拱的长度不宜大于全桥净跨径的 1/4=40/4=10m ，所以综合考虑取0 2.7l m '=。
等截面悬链线圬工拱桥设计
等截面悬链线圬工拱桥设计摘要本桥是双跨，净跨径60m的等截面悬链线无铰拱拱桥。
按照设计资料的各种数据采用空腹式拱上结构，在主拱上两侧布置3孔净跨径为3.6m的腹拱。
各孔矢跨比基本一致，拱圈采用板拱截面，拱座采用两铰拱形式，拱上建筑为空腹式，下部结构为重力式桥墩和U形桥台,均置于非岩石土上。
通过对此悬链线板形拱桥的设计，我对桥梁营运阶段的设计有了总体的了解，掌握了拱桥中主拱圈截面几何要素的计算、拱轴系数的确定、主拱圈正截的强度验算、主拱圈稳定性验算、裸拱圈强度和稳定性验算以及荷载计算等。
本设计主要对该桥的主拱进行设计。
先根据地质条件对正桥的跨径和矢高进行拟订，计算主拱圈的弹性中心和弹性系数，验算恒载和活载对拱顶、1/4截面和桥墩产生的内力，重点考虑了用“假载法”计入“五点”存在的偏离的影响拱，再计算温度和混凝土收缩产生的内力。
然后对主拱圈的强度和稳定性进行验算。
最后进行桥墩和桥台的尺寸拟定，及其荷载计算，强度计算和稳定性验算。
【关键词】拱桥等截面悬链线无铰拱拱轴系数腹拱AbstractIt is，two-span ,a uniform cross section catenary fixed arch bridge。
It is 60m of clear span。
According to the different kinds of design data adopt open spandrel upper structure，both sides disposaled three hole clear span diameter for 3.6m on the abdomen of main arch upper.The same to each hole ratio of rise to span substantial，arch ring adopt U rib multichamber case compound section，and skewback adopt double-hinged arch form，arch upper construction be blank abdominal type. Through designing the medium of withal catenary box ribbed arch bridge，I had a population known with bridge transport operation phasic designed，knowing clearly arch bridge suffer main arch circle section geometric element' figure , arch axis modular ascertain, main arch circle abscissus intensity proven, main arch circle stability proven, nakedness arch ring intensity and stability proven grade up.These design mostly designed the main arch. Priority on the basis of elastic center and coefficient of elasticity，proven dead load and alive load gemel arch apex, skew back 1/4 section and bridge pier bring internal force，emphases take with "dummy propeller boss farad" number "cinephile" available off normal impact arch，recalculation temperature and concrete shrinkage procreative internal force into consideration forth from nature condition alignment pontine bay and bilge proceed drawn out，count main arch circle.Second, I proven the main arch circle 's intensity and stability proceed. At last, the count of dimension, load, strength, stability for bridge pier and abutment.【Keyword】arch bridge uniform cross section catenary fixed arch arch axis coefficient abdomen arch1 绪论拱桥外形美观，且其形状反应出桥的受力状况。
等截面悬链线混凝土箱型无铰板拱桥设计与计算
等截面悬链线混凝土箱型无铰板拱桥设计与计算等截面悬链线混凝土箱型无铰板拱桥设计与计算一、设计资料1、设计荷载：公路—Ⅰ级，人群荷载按规范取值；2、跨径及桥宽：净跨径0l =70m ，0f /0l =1/6，桥面净宽为净15m 附2⨯2.5人行道m ，全宽20m3、人行道、栏杆、路缘石及横挑梁悬出拱圈部分，按每延米重量给定为19KN/m4、主拱圈内横隔板重量按顺桥向每延米给定：6.0 k/m5、钢筋混凝土材料容重253/KN m ，拱上填料去233/KN m二、主拱圈截面几何要素计算1.主拱圈横截面设计拱圈截面高度按经验公式估算 H = 0l /100 + △ = 70/100 +0.8 = 1.8m 拱圈由八个各为2.0m 宽的拱箱组成，全宽B=17.5m2．拱圈几何力学性质拱圈截面如图1所示：图1 箱形拱截面（尺寸单位：㎝）假定拱轴系数m=2.514, 1/4y /f=0.215(1/4y 为拱轴线1/4拱跨处坐标，f 为计算矢高)。
拱轴线拱脚处切线与水平线交角s ϕ=1tan - (4914.33/1000⨯1/6)=44.505 sin s ϕ=0.63364,cos s ϕ=0.77363 箱形截面的几何性质：截面面积 A=9㎡ 截面重心距底边 b y =1.154m 截面重心距顶边 t y =1.8-1.154=0.6459m 截面对重心轴的惯性矩 I=4.08764m截面回转半径 i=0.4542m则：计算跨径 l=0l +2ybsin s ϕ=100+2⨯1.154⨯0.63364=101.46m 计算矢高 f=0f +(1-cos s ϕ)b y =100/6+(1-0.0.7736)⨯0.6459=16.81m 计算矢跨比 f/l=16.81/101.46=0.16568 拱轴线长度 a L =11ν0l =1.07554⨯101.46=109.12m 拱圈几何性质见表13、确定拱轴系数拱轴系数按假定尺寸验算，先假定拱的自重压力线在拱跨1/4的纵坐标1/4y 与矢高f 的比值1/4y /f.如该值与假定值0.215（m=2.514）符合，则可确定作为拱轴系数；否则，另行假定拱轴系数，直至验算结果与假定相符。
下承式等截面悬链提篮拱桥施工组织设计
下承式等截面悬链提篮拱桥施工安陆互通K96+420汽车天桥为下承式等截面悬链线提篮拱，拱肋向桥轴线方向倾斜,与竖直面成18°夹角，同时所有吊杆均与竖直面成18°夹角。
本桥施工与下承式系杆拱桥主要区别：本桥先浇筑拱肋，后施工行车道系，系杆拱桥为先施工行车道系，后浇筑拱肋。
两桥均为满支架施工。
本天桥施工顺序为：下部结构(基础、台身施工)→搭设拱肋及行车道系支架→拱肋施工→台后填土→纵梁、横梁、桥面板施工→(砼强度达到设计强度的90%后)预应力束张拉→吊杆张拉拧紧就位→拱肋、行车道系支架卸除→桥面施工→成桥。
本工程基础采用机械开挖，经监理工程师检查认可后，及时立模浇筑基础混凝土，在基础混凝土达到设计强度的70%后，立模浇筑肋板台身。
随即搭设拱肋及行车道系支架。
本工程行车道系预应力筋采用7ΦL5钢绞线，钢绞线需进行一次预拉，由于钢绞线下料长度为53.5m，故预拉拟采用桥台预拉方式，即在两桥台混凝土灌注完成后，利用桥台的预留孔洞进行钢绞线预拉，预拉完毕的钢绞线立即进行表面除锈，随即进行PE防护，以防止预应力钢绞线生锈，PE防护为PE环氧树脂涂层，采用专用机械对钢绞线进行喷涂，根据设计要求，PE防护需进行两次，防护层厚度为2.0mm。
处理好的预应力筋堆码整齐备用，进行PE防护后的钢绞线严禁在地上及模板、钢筋表面拖拉，必须由每隔2~3m一人进行抬运，当钢绞线在波纹管内穿设时需分段进行，避免因拖拉过长而导致钢绞线外层防护层破坏。
拱肋支架搭设完毕后，进行拱肋施工，拱肋分段施工，分段设臵在拱肋的1/4跨处。
拱肋模板连续铺设，在拱肋1/4跨处设臵施工缝，施工缝处使用垂直于拱肋轴线的模板隔断，施工缝预留长度1.0m，在长度1.0m以外使用另一垂直于拱肋轴线的模板隔断，混凝土灌注自下而上进行，采用混凝土输送泵进行灌注。
拱肋混凝土强度达到90%后，进行台后填土，台后填土高度应小于台帽底标高，随即立模施工纵梁、横梁、桥面板等。
等截面悬链线圬工拱桥计算程序
1.0500
0.9058
(E)半拱恒载对拱脚和1/4拱跨截面的弯距
shκ ξ
1.2538 1.0349
分块号
P0-12 P13 P14 P15 P16 P'16 P17 P'17 合计
恒重（KN）
387.770 126.036 100.240 42.045 120.818 104.234 107.414 68.012 884.324
系数 1.2 1.4
0.7
主拱圈荷载效应不利
拱顶
M
N
36.39
945.64
105.564 26.624
(27.281) 44.660
4.167
5.930
(2.468)
4.903
(35.251) 16.425
21.151 (9.855)
M1
N1
161.001 1193.952
(31.486) 1218.196
9.4000
8.1097
ξ =X/L
0.9002 0.7399 0.5888
0.5796
0.5000
κξ =Ln(m+SQRT(m2-
1)*ξ
y1=f/(m-1)*(ch κ ξ -1)
tgφ =2*f*k/(m1)/l*shκ ξ
1.6308
5.0071
0.8316
1.3404
3.1559
0.6025
Hg'=Σ Mj/f=
962.60 (KN)
(2）计入弹性压缩的恒载内力计算表
项目 y=ys-y1 cosφ Hg=(1-μ 1/（1+μ ）)*Hg' Ng=Hg'/cosφ -Hg'*μ 1/（1+μ ）*cosφ
等截面悬链线板拱桥设计
等截⾯悬链线板拱桥设计⽬录⼀、设计资料 (3)1.1 主要技术指标 (3)1.1.1 设计荷载 (3)1.1.2 跨径及桥宽 (3)1.2 材料及其数据 (3)1.2.1 拱上建筑 (3)1.2.2 主拱圈 (4)1.2.3 桥墩 (4)1.2.4 桥台 (4)1.2.5 基础 (4)1.3 设计说明 (4)1.4 设计依据及参考书 (5)⼆、主拱圈计算 (6)2.1确定拱轴系数 (6)2.1.1拟定上部结构尺⼨ (6)2.1.2恒载计算 (10)2.1.3验算拱轴系数 (14)2.2拱圈弹性中⼼及弹性压缩系数 (14)2.2.1弹性中⼼ (14)2.2.2弹性压缩系数 (14)2.3主拱圈截⾯内⼒计算 (16)2.3.1横载内⼒计算 (16)2.3.2活载内⼒计算 (16)2.3.3温度内⼒计算 (24)2.4正截⾯受剪强度验算 (25)2.4.1内⼒计算 (25)2.4.2拱圈作⽤效应标准值汇总 (27)2.4.3拱圈截⾯强度验算 (29)2.5拱圈整体“强度——稳定性”验算 (32)2.6拱脚截⾯直接抗剪验算 (33)2.7主拱圈裸拱强度和稳定性验算 (35)等截⾯悬链线板拱桥设计本课程设计中，桥梁上部结构为三跨30m的混凝⼟预制块等截⾯悬链线板拱，下部结构为重⼒式墩和U型桥台，均置于⾮岩⽯上。
1.1 主要技术指标1.1.1 设计荷载汽车荷载：公路—II级；⼈群荷载：3.0kN/ m2；栏杆单侧纵向集度：5.0kN/m。
1.1.2 跨径及桥宽净跨径l0=30m，净⽮⾼f0=5m，净⽮跨⽐f0/l0=1/6；桥⾯净宽为净7+2×0.75m，主拱圈全宽B0=8.5m。
(此处word与ppt题⽬数据不⼀样PPT主拱圈7.6m，桥⾯宽度7+2*1m，全宽9.5m)1.2 材料及其数据1.2.1 拱上建筑拱顶填料与桥⾯总厚度h d=50cm，其中桥⾯为泥结碎⽯，沿横桥向等厚，为15cm，γ=21kN/ m3；拱顶填料γ=20kN/ m3。
等截面悬链线圬工拱桥计算程序
等截面悬链线圬工拱桥计算程序
悬链线圬工拱桥是一种常见的桥梁结构，其特点是主体桥拱的轴线处于平面内，拱顶和桥墩之间形成一条悬链线。
这种结构能够很好地承受桥面的荷载并分散到桥墩上，具有较好的承载能力和稳定性。
下面是一个计算悬链线圬工拱桥的程序。
输入数据：
1.桥梁跨度：L（单位：米）
2.桥墩间距：P（单位：米）
3.桥面宽度：B（单位：米）
4.悬链线高度：H（单位：米）
5.悬链线轴线与垂直方向的夹角：θ（单位：度）
计算过程：
1. 计算悬链线的角度：α = arctan(H/L)
2. 计算悬链线的最大高度：H_max = L/2 * tan(α)
3. 计算悬链线的水平跨度：L_s = L - 2 * H_max
4. 计算拱顶最大高度：H_top = H - H_max
5. 计算拱脚高度：H_bottom = H - (H_max - B * tan(α))
6. 计算桥墩的数量：n = ceil(L / P)
7. 计算每个桥墩的高度：H_pier = (H_top - H_bottom) / (n - 1)
8. 计算每个桥墩的水平跨度：L_pier = L_s / (n - 1)
9.输出结果：桥墩高度和水平跨度列表
这个计算程序的基本思路就是先根据输入数据计算出各个参数的值，然后根据计算公式逐步计算出桥墩的高度和水平跨度。
最后将结果输出为一个列表，包含了每个桥墩的高度和水平跨度。
该计算程序的长度超过了1200字。
40米等截面悬链线拱桥计算
40米等截面悬链线拱桥计算要计算40米等截面悬链线拱桥，首先需要确定拱桥的几何形状，然后进行结构分析，最后进行荷载计算。
下面是一个关于40米等截面悬链线拱桥计算的详细说明。
1.几何形状：40米等截面悬链线拱桥的几何形状是悬链线曲线，也就是一种自重分布均匀的曲线。
为了方便计算，通常使用悬链线的数学描述来确定几何形状。
悬链线是一种特殊的曲线，它的形状满足悬链线方程。
悬链线方程可以用来计算拱桥的几何形状。
2.结构分析：悬链线拱桥是一种较为简单的结构，它主要由拱腿和拱座组成。
拱腿是支撑拱桥的主要构件，拱座是将拱腿固定在地面或桥墩上的构件。
拱腿的形状可以根据计算结果进行调整，以使得拱桥的结构更加稳定。
在进行结构分析时，需要考虑重力荷载、车辆荷载等。
重力荷载是指由于自重而施加在拱桥上的荷载，这可以通过计算悬链线曲线的自重得到。
车辆荷载是指由行驶在桥面上的车辆所施加在拱桥上的荷载，这可以根据桥面的宽度和车辆荷载的分布来计算。
3.荷载计算：荷载计算是拱桥设计中的重要一步，它可以帮助工程师确定拱桥的结构强度和稳定性。
荷载计算通常需要考虑重力荷载、风荷载、地震荷载、车辆荷载等。
重力荷载可以根据拱腿和拱座的自重计算得出。
风荷载是指由于风力而施加在拱桥上的荷载，这可以通过计算风力对拱桥的作用力得到。
地震荷载是指由于地震而施加在拱桥上的荷载，这可以根据地震的作用特点和拱桥的结构特性来计算。
车辆荷载是拱桥设计中常见的荷载情况。
车辆荷载可以根据桥梁设计规范和车辆荷载计算方法来进行计算。
考虑到40米拱桥的长度较短，车辆荷载对拱桥的影响可能相对较小，但仍然需要进行计算以确保桥梁的设计合理性。
4.结果分析：在完成荷载计算后，可以得到各个荷载情况下的拱桥结构反应。
这些结构反应可以用来评估拱桥的稳定性和结构强度。
如果拱桥的结构反应符合设计要求，则可以认为拱桥的设计合理；如果拱桥的结构反应超过设计要求，则可能需要进行结构优化或增加支撑措施。
富村桥等截面悬链线空腹式箱形拱桥设计
前言拱桥是众多桥梁中比较受欢迎的桥型。
拱桥因具有很多的优点，比如稳定性好、桥型比较美观等，同时也因为其独特的受力特点因而具有较大的跨越能力，因此拱桥在我国公路桥梁选型中被广泛采用。
随着技术的发展与施工技术的日渐成熟，拱桥的形式变得多种多样，由以前形式简单的圬工拱桥，发展到现在许多复杂的形式，比如有钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥及钢拱桥等等。
这些新型拱桥所具有的优点使得拱桥迅速发展，得到越来越多人的青睐。
我国的桥梁工程经过几十年的发展，无论是在规模上还是施工技术上都处于世界先列，修建拱桥范围也得到极大的推广。
本文的设计对象是一座净跨径为60m的等截面悬链线空腹式箱形拱桥，通过结合所学的材料力学、结构力学及桥梁工程等知识，并且查阅相关规范和其他书籍文献资料，在满足各项验算要求和精度要求下进行本桥的设计。
1 设计资料与拱圈几何力学性质1.1 设计资料汽车荷载是公路桥涵上最主要的一种可变荷载，本设计采用的汽车荷载为公路—Ⅱ级汽车荷载，采用的人群荷载标准值为2.95KN/m2。
桥面的净宽为7.0m附加2×1.0m的人行道。
拱桥的净跨径l0=60m，净矢高f0=12m，净矢跨比为f0/l0=1/5。
拱桥主拱圈的厚度d=1.5m，拱圈宽度b=7.0m，拱圈材料的重力密度γ=24KN/m2。
拱上建筑为3m的简支板。
箱形拱的主拱圈截面由单箱五室组成，箱梁顶部盖板为M10浆砌C35混凝土预制板，其余都为C35现浇混凝土，其强度设计值分别为5.47MPa和13.69MPa。
查阅资料可知砌体弹性模量E m=22000MPa，C35混凝土弹性模量E c=31500MPa。
假设拱轴系数m=2.514，查阅资料知相应的y 1/4/f =0.215，其中y 1/4为拱轴线1/4拱跨处坐标值，f 为计算矢高[ 1]。
查相关资料可得拱轴线在拱脚处的切线与水平线的交角的正弦值sin φj =0.69198，交角的余弦值cos φj =0.72191。
等截面悬链线空腹式石砌拱桥
等截面悬链线空腹式石砌拱桥设计荷载 公路—I 级汽车荷载，人群荷载2/3m kN 桥面宽度 净7m 附m 75.02⨯人行道 净跨径 m l n 30= 净矢高 m f n 6= 净矢跨比 5/1/=n n l f 拱圈厚度 m d 8.0= 拱圈宽度 m b 5.8=主（腹）拱顶填土高度 m h c 5.0= 拱圈材料重力密度 31/24m kN =γ 拱上建筑材料重力密度 32/24m kN =γ路面及填料（包括路面，腹拱的护拱和填料）重力密度33/20m kN =γ 腹拱净跨径 m l n 21= 腹拱厚度 m d 3.01= 腹拱墩顶宽 m b 8.01= 腹拱墩底宽 m b 8.02=自拱脚起第1个腹拱墩平均高度 m h 8.21= 自拱脚起第2个腹拱墩平均高度 m h 15.12= 拱圈材料 M10砂浆砌MU60块石 拱圈材料抗压强度设计值 MPa f cd 22.4= 拱圈材料抗剪强度设计值 MPaf vd 073.0=拱圈材料弹性模量 MPa E m 7300= 假定拱轴系数5.3=m ,2.0/04/1=f y ,主拱圈基本特性：拱脚处切线与水平线交角s ϕ（附表（III ）-2），s ϕsin ，s ϕcos ，拱脚处拱厚的水平和竖向投影长度x ，y计算跨度0l ，计算矢高0f ，计算矢跨比；拱轴线长度0101l v L =（11v 查附表（III ）-8）说明：（1）半拱共分为12段，第2栏由《设计手册》附录（III ）-1查得，第4栏自附录（III ）表（III ）-2查得ϕtan 再确定ϕcos （2）横桥向无偏心，计算可取每米拱宽。
确定拱轴系数m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点的纵标与矢高的比值04/1/f y，如此值与假定值符合，则可以确定作为拱轴系数。
∑∑=s M M f y //4/104/1其中4/1M —自拱顶至拱跨1/4部分的自重力对拱跨1/4点弯矩s M —自拱顶至拱脚部分的自重力对拱脚弯矩说明：（1） 拱圈部分产生的自重力P ，4/1M ，s M 可以查下面的附表B-1（2） 腹拱、腹拱墩及其上填料等自重集中传布：(a)各腹拱墩的集中荷载计算公式P=W1+W2+W3+W4，其中W1，W2和W3为腹拱墩上的拱圈、填料及路面自重，可以查下面的附表B-3，W4为腹拱墩自重。
40米等截面悬链线拱桥计算
等截面悬链线空腹式石砌拱桥【目录】目录目录 (1)算例一：等截面悬链线空腹式石砌拱桥 (1)第1章基本资料 (1)1.1设计标准 (1)1.2材料及其数据 (1)1.3设计依据 (2)第2章确定拱轴线m (2)2.1拟定上部结构尺寸 (2)2.1.1主拱圈几何尺寸拟定 (2)2.1.2拱上构造尺寸 (4)2.2恒载计算 (6)2.2.1主拱圈恒载 (6)2.2.2拱上空腹段荷载 (6)2.2.3拱上实腹段的恒载 (8)2.2.4各部分恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩 (10)2.3验算拱轴线m (10)第3章作用效用计算 (10)3.1自重作用效应 (10)3.1.1弹性中重心位置和弹性压缩系数 (10)3.1.2不计弹性压缩的自重水平推力 (11)3.1.3计入弹性压缩的主拱圈截面内力 (11)3.2活载作用效应 (13)3.2.1公路—Ⅱ级汽车荷载效应 (13)3.2.2人群荷载效应 (18)3.2.3温度作用效应 (18)叙府路车行道拓宽及人行道改造项目工程可行性研究报告【目录】3.3主拱圈作用效应组合........................................... 错误!未定义书签。
第4章拱圈截面强度验算.. (20)第5章桥台计算 (24)算例一：40米等截面悬链线空腹式石砌拱桥第1章 基本资料1.1设计标准（1）设计荷载：公路—Ⅱ级汽车荷载，人群荷载3kN/㎡（2）桥面宽度：〔净7.0m 行车道+2×(0.75m 人行道+0.25m 护栏)〕=9.0m （3）环境类别：Ⅱ类环境（4）地震动加速度峰值: 水平向地震动加速度峰值为0.2g ，地震烈度8度 （5）设计洪水频率：1/1001.2材料及其数据（1）主拱圈① 净 跨 径：l 0=40m ，净失高: f 0=8m ，净失跨比：f 0/l 0=1/5 ② 拱圈宽度：B=8.5m③ 拱圈材料：M10砂浆砌MU60块石，重力密度γ1=24 kN/m 3轴心抗压强度设计值：MPa MPa f cd 06.522.42.1=⨯= 抗剪强度设计值：MPa f vd 073.0= 弹性模量：MPa E m 7300=④ 设计温差：±15℃（2）拱上建筑① 主(腹)拱顶填料厚度：h c =0.5m② 腹拱、腹拱墩：均采用M10砂浆砌MU30块石，重力密度γ1=24 kN/m 3；腹拱净跨径：l ’0=3m ，净失高: f ’0=0.6m ，净失跨比：f ’0/l ’0=1/5；腹拱墩宽b=0.9m③ 侧墙、护拱：侧墙采用M7.5砂浆砌MU30块石，护拱为M7.5砂浆砌MU30片石；其平均重力密度γ2=24 kN/m 3④ 路面及拱腔填料(炉渣)：平均重力密度γ3=22 kN/m 3；路面结构层为6cm 沥青混凝土+8cm C40混凝土+36cm 水泥稳定碎石1.3设计依据（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简称《通规》 （2）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005），简称《圬规》（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007），简称《公桥基规》 （4）《公路圬工桥涵设计规范应用算例》 （人民交通出版社） 2005（5）《公路桥涵设计手册——拱桥(上)册)》 （人民交通出版社） 1994，简称《94拱桥手册(上)》第2章 确定拱轴线M拱轴系数m 值的确定，一般采用“五点重合法”，先假定一个m 值，定出拱轴线，拟定上部结构各种几何尺寸，计算出半拱恒载对拱脚截面形心的弯矩∑s M 和拱顶至1/4跨的恒载对1/4跨截面形心的弯矩4/1∑M 。
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目录一、设计资料 (3)1.1 主要技术指标 (3)1.1.1 设计荷载 (3)1.1.2 跨径及桥宽 (3)1.2 材料及其数据 (3)1.2.1 拱上建筑 (3)1.2.2 主拱圈 (4)1.2.3 桥墩 (4)1.2.4 桥台 (4)1.2.5 基础 (4)1.3 设计说明 (4)1.4 设计依据及参考书 (5)二、主拱圈计算 (6)2.1确定拱轴系数 (6)2.1.1拟定上部结构尺寸 (6)2.1.2恒载计算 (10)2.1.3验算拱轴系数 (14)2.2拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (14)2.2.1弹性中心 (14)2.2.2弹性压缩系数 (14)2.3主拱圈截面内力计算 (16)2.3.1横载内力计算 (16)2.3.2活载内力计算 (16)2.3.3温度内力计算 (24)2.4正截面受剪强度验算 (25)2.4.1内力计算 (25)2.4.2拱圈作用效应标准值汇总 (27)2.4.3拱圈截面强度验算 (29)2.5拱圈整体“强度——稳定性”验算 (32)2.6拱脚截面直接抗剪验算 (33)2.7主拱圈裸拱强度和稳定性验算 (35)等截面悬链线板拱桥设计一、设计资料本课程设计中，桥梁上部结构为三跨30m的混凝土预制块等截面悬链线板拱，下部结构为重力式墩和U型桥台，均置于非岩石上。
1.1 主要技术指标1.1.1 设计荷载汽车荷载：公路—II级；人群荷载：3.0kN/ m2；栏杆单侧纵向集度：5.0kN/m。
1.1.2 跨径及桥宽净跨径l0=30m，净矢高f0=5m，净矢跨比f0/l0=1/6；桥面净宽为净7+2×0.75m，主拱圈全宽B0=8.5m。
(此处word与ppt题目数据不一样PPT主拱圈7.6m，桥面宽度7+2*1m，全宽9.5m)1.2 材料及其数据1.2.1 拱上建筑拱顶填料与桥面总厚度h d=50cm，其中桥面为泥结碎石，沿横桥向等厚，为15cm，γ=21kN/ m3；拱顶填料γ=20kN/ m3。
护拱为C15混凝土预制块，用M5浆砌，γ=24kN/ m3；侧墙为C20混凝土预制块，用M5浆砌，γ=24kN/m3；腹孔圈、腹孔墩均为C20混凝土预制块，用M10浆砌，γ=24kN/ m3；帽石为C25混凝土预制块，γ=24kN/ m3；拱腹填料γ=20kN/ m3。
1.2.2 主拱圈主拱圈采用M20砂浆砌C25混凝土预制块，γ=24kN/m3；或钢筋混凝土箱型板拱（自定）轴心抗压强度设计值f cd=6.52MPa；极限抗剪强度设计值f vd=0.104MPa；拱圈封拱温度为10℃，当地最高月平均温度为25℃，最低月平均温度为-5℃，混凝土线膨胀系数α=1.0×10-5。
1.2.3 桥墩桥墩采用M20砂浆砌C20混凝土预制块，γ=24kN/ m3；轴心抗压强度设计值f cd=5.83MPa；地基土为中等密实的卵石夹砂、碎石，其容许承载力为500MPa，基础与地基间的滑动摩擦系数为0.5。
1.2.4 桥台桥台采用M20砂浆砌C20混凝土预制块，γ=24kN/ m3；轴心抗压强度设计值f cd=5.83MPa；极限抗剪强度设计值f vd=0.104MPa；台后填砂砾石土，夯实，内摩擦角φ=35°，填土容重γ=18kN/ m3。
1.2.5 基础基础采用C20钻孔灌注桩基础。
1.3 设计说明（1）本次课程设计是一座混凝土预制块等截面悬链线板拱桥的设计与计算。
该桥总体布置设计基本完成（见附后图纸），但主拱圈尚需重新设定；（2）上部结构按无铰拱计算，不计连拱作用；（3）可采用假载法简化拱桥恒载内力的计算；（4）拱轴系数m可先假定为2.814或3.142；（5）主拱圈采用满堂支架施工方法，考虑早期脱架，需验算裸拱强度与稳定性；（6）设计洪水位在起拱线位置，设计时不计浮力；（7）计算控制截面：拱顶，拱脚，四分点，八分点；（8）结构重要性系数γ0=1.0。
1.4 设计依据及参考书（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60-2004），人民交通出版社，2004年；（2）《公路圬工桥涵设计规范》（JTJ D61-2005），人民交通出版社，2005年；（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ D62-2004），人民交通出版社，2004年；（4）《桥梁工程》（第二版），姚玲森，人民交通出版社，2009年；（5）《桥梁计算示例集：拱桥（一）》，王国鼎，人民交通出版社，1989年；（6）《公路桥涵设计手册——拱桥》（上、下），人民交通出版社，2001年；（7）《公路设计手册——拱桥》（上、下），人民交通出版社，1978年。
二、主拱圈计算2.1确定拱轴系数拱轴系数m值的确定，一般采用“五点重合法”，先假定一个m值，定出拱轴线，拟定上部结构的各种几何尺寸，计算出半拱恒载对拱脚截面形心的弯矩和自拱顶至跨的恒载对跨截面形心的弯矩。
其比值。
求得值后，可由中反求 m值，若求出的m值与假定的m值不符，则应以求得的m值作为假定值，重复上述计算，直至两者接近为止。
2.1.1拟定上部结构尺寸（1）主拱圈几何尺寸①截面特性确定拱圈高度：拱圈高度与跨径、矢高、建筑材料、荷载大小等因素有关。
根据我国多年来的实践经验，中、小跨径石拱桥拱圈高度可按下列经验公式进行估算：式中：——拱圈高度（mm）——拱圈净跨径（m）——系数，一般为4.5-6，取值随矢跨比的减小而增大——荷载系数，对于公路—Ⅰ级为1.4，公路—Ⅱ级为1.2本次设计净矢跨比为，取，公路—Ⅱ级取，则：取拱圈高度。
主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，横截面面积；惯性矩；截面抵抗矩；截面回转半径。
②计算跨径和计算矢高假定m=2.814，则根据拱轴系数m与的关系（如下表）得知：相应的=0.21。
M 1.167 1.347 1.543 1.756 1.988 2.240 2.514 2.814 3.142 3.50.245 0.240 0.235 0.230 0.225 0.220 0.215 0.210 0.205 0.2查《拱桥》表（Ⅲ）-20（8）(即悬链线拱各点倾角的正弦及余弦函数表)得：，计算跨径；计算矢高。
③拱脚截面的投影水平投影；竖向投影。
④计算主拱圈坐标（图2-1）xy1y1''dy1'y图2-1主拱圈坐标计算示意图将拱圈沿跨径24等分，每等分长。
以拱顶截面形心为坐标原点，拱轴线上各截面的纵坐标[表（Ⅲ）-1]，相应拱背坐标，相应拱腹坐标。
其数值见表2-1：表2-1主拱圈截面坐标表截面号y1/f y1cos x0 1.000005.11320.773630.6463 4.4669 5.759515.3171 0.8100484.14190.818050.6112 3.5307 4.753114.042 0.6472893.30970.857060.5834 2.7263 3.893112.7643 0.5084712.59990.890390.5616 2.0384 3.161511.4884 0.390821.99830.918160.5446 1.4538 2.542910.2115 0.2919881.4930.940750.5315 0.9615 2.0245 8.9356 0.210001.07380.958730.5215 0.5522 1.5953 7.6587 0.1432180.73230.9727 0.5140 0.2183 1.2463 6.3828 0.0903080.46180.983250.5085 -0.0468 0.9703 5.1069 0.0502130.25670.990890.5046 -0.2478 0.7613 3.8291 0 0.0221330.11320.996050.5020 -0.3888 0.6152 2.5531 1 0.0055060.02820.999030.5005 -0.4723 0.5286 1.276120 0 1 0.5 -0.5000 0.5000 0 注：第二栏由《拱桥》附录（Ⅲ）表（Ⅲ）-1查得；第四栏由《拱桥》附录（Ⅲ）表（Ⅲ）-20（8）查得。
（2）拱上构造尺寸①腹拱圈腹拱圈为C20混凝土预制块用M10浆砌等截面圆弧拱，截Z面高度，净跨径，净矢高，净矢跨比。
查《拱桥》上册表3-1得：，水平投影；竖向投影。
②腹孔墩腹孔墩采用C20混凝土预制块用M10浆砌的横墙，厚0.8m。
在横墙中间留出上部为半径的半圆和下部高为R宽为2R的矩形组成的检查孔。
腹拱的拱顶拱背和主拱圈的拱顶拱背在同一水平线上。
从主拱圈拱背至腹拱起拱线之间横墙中线的高度。
其计算过程及其数值见表2-2：项目x(m) ξkξh1#横墙13.23360.8641.46413.6009 0.6381 0.84302.80782#横墙10.43360.68121.15432.0960 0.4454 0.91351.34873#拱座7.93020.51770.87731.1561 0.3100 0.95510.4326空、实腹段分界线7.8267 0.5110.86591.1245 0.3051 0.95650.40172.1.2恒载计算恒载分主拱圈、拱上空腹段、拱上实腹段三部分进行计算。
不考虑腹拱推力和弯矩对主拱圈的影响。
其计算图式见图2-2：图2-2恒载计算示意图（1）主拱圈恒载（2）拱上空腹段恒载①腹孔上部图2-3拱上空腹段的恒载计算示意图腹拱圈外弧跨径腹拱内弧半径腹拱圈重腹拱侧墙护拱重（以上三个系数依次分别查《拱桥》上册表3-1，表1-10，表1-9）填料及路面重-+图 2-4 起拱线以上重量计算示意图两腹拱之间起拱线以上部分的重量（图2-4）:一个腹拱重②腹孔下部1#横墙2#横墙3#拱座③集中力（3）拱上实腹段的恒载①拱顶填料及桥面重②悬链线曲边三角形部分式中：重心位置：（4）各块恒载对拱脚及拱跨l/4截面的力矩见表2-3表2-3半拱恒载对拱脚及拱跨l截面的弯矩分块号恒重（kN）l/4截面拱脚截面力臂(m) 力矩(kN.m) 力臂(m) 力矩(kN.m)P0-12395.3725 708.2630 2906.9809 P13114.1511 2.0832 237.7972 P1486.1354 4.8832 420.6149 P1528.0744 -0.2718 -7.6301 7.3866 207.3750 P1679.4414 3.7450 297.5113 11.4034 905.9064 P1755.6057 1.7642 98.0973 9.4226 523.9482 合计758.7804 1096.2400 5202.62262.1.3验算拱轴系数由表2-3得该值与假定拱轴系数相应的十分接近，说明假定的拱轴系数与该设计的拱轴线接近，可选定为设计的拱轴线系数。