课程设计---拱桥结构设计计算说明书
拱桥计算书
目录1.设计依据与基础资料 (1)1.1标准及规范 (1)1.1.1标准 (1)1.1.2规范 (1)1.1.3参考资料 (1)1.2主要尺寸及材料 (1)1.2.1主拱圈尺寸及材料 (1)1.2.2拱上建筑尺寸及材料 (2)1.2.3桥面系 (2)2.桥跨结构计算 (2)2.1确定拱轴系数 (2)2.2恒载计算 (4)2.2.1主拱圈恒载 (4)2.2.2拱上空腹段恒载 (5)2.2.3拱上实腹段的恒载 (6)2.3验算拱轴系数 (7)2.4拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (8)2.4.1弹性中心计算 (8)2.4.2弹性压缩系数 (8)3.主拱圈截面内力计算 (8)3.1恒载内力计算 (8)3.1.1不计弹性压缩的恒载推力 (8)3.1.2计入弹性压缩的恒载内力 (8)3.2汽车荷载效应计算 (9)3.3人群荷载效应计算 (12)4.荷载作用效应组合 (13)5.主拱圈正截面强度验算 (14)6.拱圈总体“强度－稳定”验算 (16)等截面悬链线板拱式圬工拱桥1.设计依据与基础资料 1.1标准及规范 1.1.1标准跨径：净跨径m L 600=, 净矢高m f 100=,6100=L f 设计荷载：公路—II 级汽车荷载，人群荷载桥面净宽：净7+20.75m 人行道。
1.1.2规范《公路工程技术标准》JTG B01-2003《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2004（以下简称《通规》） 《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61-2005（以下简称《圬规》）1.1.3参考资料《公路桥涵设计手册》拱桥上册（人民交通出版社 1994）（以下简称《手册》）1.2主要尺寸及材料半拱示意图 图1-11.2.1主拱圈尺寸及材料主拱圈采用矩形截面，其宽度m B 9=，厚度m D 3.1=，采用M10砂浆砌筑MU50粗料石，容重为3125M KN=γ，抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：，弹性模量：Ef .MPa m cd ==⨯=210021003858085。
桥梁工程课程设计(拱桥)
2015桥梁工程课程设计任务书空腹式等截面悬链线无铰拱设计一、设计资料1．设计标准设计荷载：汽车荷载公路－I 级，人群荷载3.5kN/m2桥面净空净－8+2×(0.75m+0.25 m)人行道+安全带净跨径L0＝50ｍ净高f0＝10m净跨比f0/L0＝1/52．材料数据与结构布置要求拱顶填料平均厚度(包括路面，以下称路面)hd＝0.5m，材料容重γ1＝22.0kN/m3主拱圈材料容重(包括横隔板、施工超重)γ2＝25.0kN/m3拱上立柱（墙）材料容重γ2＝25kN/m3腹孔拱圈材料容重γ3＝23kＮ/m3 腹孔拱上填料容重γ4＝22kN/m3主拱圈实腹段填料容重γ1＝22kN/m3本桥采用支架现浇施工方法。
主拱圈为单箱六室截面，由现浇30号混凝土浇筑而成。
拱上建筑采用圆弧腹拱形式，腹拱净跨为5m，拱脚至拱顶布置6跨。
3．设计计算依据交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004) 交通人民出版社交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62－2004) 交通人民出版社交通部部颁标准《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 交通人民出版社《公路设计手册-拱桥(上)》人民交通出版社，2000.7二、课程设计内容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；。
拱桥计算书
设计计算书一、设计资料（一）设计标准设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3KN/m2 净跨径：L0=16m净矢高：f0=2.28m桥面净宽：净6.5+2*（0.25+1.5m人行道）(二)材料及其数据拱顶填土厚度h d=0.5m,γ3=22KN/m3拱腔填料单位重γ=20KN/m3腹孔结构材料单位重γ2=24KN/m3主拱圈用10号砂浆砌号60块石,γ1=24KN/m3,极限抗压强度R j a=9.0MP a,弹性模量E＝800R a j。
(三)计算依据1、交通部部标准《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》，人民交通出版社，1989年。
2、交通部部标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ022-85）》，人民交通出版社，1985年。
3、《公路设计手册-拱桥》（上、下册），人民交通出版社，1994年。
4、《公路设计手册-基本资料》，人民交通出版社，1993年。
二、上部结构计算（一）主拱圈1、主拱圈采用矩形横截面，其宽度b0＝10.0m,主拱圈厚度d=mkl01/3=6*1.2*16001/3=84.2cm,取d=85cm。
假定m=1.988,相应的y1/4/f=0.225,查《拱桥》附表（Ⅲ）-20（9）得Ψj=33003′32″,sinΨj=0.54551, cosΨj=0.83811 2、主拱圈的计算跨径和矢高L=l0+dsinΨj=16+0.85*0.54551=16.4637mf=f0+d/2-dcosΨ/2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.3488j3、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=0.6860m,每等分点拱轴线的纵坐标y1=[《拱桥》（上册）表（Ⅲ）-1值]f,相应拱背曲面的坐标y′1=y1-y上/cosΨ,拱腹曲面相应点的坐标y″1=y1+y下/cosΨ,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′＝0.25m的石砌等截面圆弧线腹拱圈，其净跨径l′＝1.5m,净矢高f′＝0.3m,净矢跨比为1/5。
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。
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拱桥计算书⽬录1.设计依据与基础资料 (1)1.1标准及规范 (1)1.1.1标准 (1)1.1.2规范 (1)1.1.3参考资料 (1)1.2主要尺⼨及材料 (1)1.2.1主拱圈尺⼨及材料 (1)1.2.2拱上建筑尺⼨及材料 (2)1.2.3桥⾯系 (2)2.桥跨结构计算 (2)2.1确定拱轴系数 (2)2.2恒载计算 (4)2.2.1主拱圈恒载 (4)2.2.2拱上空腹段恒载 (5)2.2.3拱上实腹段的恒载 (6)2.3验算拱轴系数 (7)2.4拱圈弹性中⼼及弹性压缩系数 (8)2.4.1弹性中⼼计算 (8)2.4.2弹性压缩系数 (8)3.主拱圈截⾯内⼒计算 (8)3.1恒载内⼒计算 (8)3.1.1不计弹性压缩的恒载推⼒ (8)3.1.2计⼊弹性压缩的恒载内⼒ (8)3.2汽车荷载效应计算 (9)3.3⼈群荷载效应计算 (12)4.荷载作⽤效应组合 (13)5.主拱圈正截⾯强度验算 (14)6.拱圈总体“强度－稳定”验算 (16)等截⾯悬链线板拱式圬⼯拱桥1.设计依据与基础资料 1.1标准及规范 1.1.1标准跨径：净跨径m L 600=, 净⽮⾼m f 100=,6100=L f 设计荷载：公路—II 级汽车荷载，⼈群荷载桥⾯净宽：净7+20.75m ⼈⾏道。
1.1.2规范《公路⼯程技术标准》JTG B01-2003《公路桥梁设计通⽤规范》JTG D60-2004（以下简称《通规》）《公路圬⼯桥涵设计规范》JTG D61-2005（以下简称《圬规》）1.1.3参考资料《公路桥涵设计⼿册》拱桥上册（⼈民交通出版社 1994）（以下简称《⼿册》）1.2主要尺⼨及材料半拱⽰意图图1-11.2.1主拱圈尺⼨及材料主拱圈采⽤矩形截⾯，其宽度m B 9=，厚度m D 3.1=，采⽤M10砂浆砌筑MU50粗料⽯，容重为3125M KN=γ，抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：，弹性模量：Ef .MPa m cd ==?=210021003858085。
拱桥结构计算书
B2= -12.15810
C2= -10.6084
D2= -3.7665
A2*B1-A1*B2= -32.3521
aEcI= 462424.49
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007附录P第 P.0.4第三条规定 ：
−
h =αh
13.46 m＞2.5m时， kh=0
(1)当H0=1时
Pmix= 95.6214 kN
2）、桩基最大水平位移的验算
按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007附录P表P.0.4中公式计算 x0
x0
=
δ H (0) 0 HH
+
M
0δ
(0) HM
=
0.0058 m
= 5.80 ＜6mm
φ0 值：
符合设计要求
φ0
=
−(H0δM(0H)
+
M0δ
(0) MM
所以，b1=
1.58 m
（2）、桩的变形系数
α = 5 mb1 式中EI=0.8EcI= 1099560 EI
KN/m2
承台底以下hm=2(d+1)= 4
m深度内深度内只有一层土 故m值直接查《公路桥涵地基
与基础设计规范》JTG D63-2007附录P表P.0.2-1取用，即m=
3000
则α =
0.34
根据《公路桥涵设计手册 墩台与基础》中得到：
ρ=
fcd fsd
.
Br − A(ηe0) C(ηe0) − Dgr
=
= 0.0111
1.113 %
Nu = Ar2 fcd +Cρr2 fsd = 1876.63 KN ＞ 1377.01 kN
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。
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= 1/52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，4γ=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。
53 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 1.03.6S =⨯⨯=主拱圈截面重心轴y 下=SA=1.0my 上= y 下=1.0m主拱圈截面绕重心轴的惯性矩3211 1.8 1.2012122.0x bh I =⨯=⨯⨯=主拱圈截面绕重心轴的回转半径 w 1.20.5773.6r xAI=== （三）计算跨径和计算矢高计算跨径: jϕ=45.039、j d =2.2m 、d d =1.8mL =0L sin 90 2.2sin 45.039J j d ϕ+=+=计算矢高: 0cos 22jjj f d d fϕ=+-=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=15,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24ll ∆==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 yy y ϕ'=-上,拱腹曲面坐标11cos y y y ϕ''=+下。
拱桥计算书
推荐方案：钢混组合梁蝶形拱桥计算分析1 主桥结构概况主桥为双索面的下承式系杆拱桥，主桥跨径为156m；主拱肋为钢箱形拱结构，副拱肋、连杆和横联均为圆管结构，桥面系为钢混组合梁结构。
吊杆为平行钢丝吊索。
拱肋分为主拱和副拱，主拱外倾，副拱内倾。
两片副拱肋之间设置“一”字撑使其连成整体。
1.计算模型成桥状态模拟计算分析图式结构分析采用空间模型建立全桥计算图式，主梁、主拱、副拱、连杆、横撑、横梁等结构采用空间梁单元，吊杆采用空间桁架单元。
计算模型如图所示。
桥面系采用双梁计算模型，计算程序采用MIDAS CIVIL 2010软件。
2.计算荷载计算主要考虑荷载：桥梁结构自重，二期铺装和管线等附属设施，车辆荷载、人群荷载、温度荷载以及风荷载。
1）恒载2）温度荷载体系整体按升温+30°C，降温-30°C计。
桥面板局部升降温按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）梯度温度效应计算。
3）活载公路－Ⅰ级，根据桥宽，横向按双向四车道或六车道进行加载，横向偏载系数1.15。
3.施工过程模拟1）支架施工主梁、横梁和拱肋；2）安装吊杆，安装预制桥面板并现浇湿接缝，拆除支架，张拉第一轮拉力；3）上桥面铺装，张拉成桥吊杆力，调整系杆力；2 结构空间静力计算单位及符号说明：轴力单位为kN，以拉为正，以压为负；弯矩单位为kN*m，下缘受拉为正；位移单位mm；应力单位MPa，以受拉为正，受压为负。
1. 成桥阶段计算结果（1）成桥阶段主拱轴力图（2）成桥阶段主拱弯矩图（3）成桥阶段副拱轴力图（4）成桥阶段副拱弯矩图（5）成桥阶段主梁轴力图（6）成桥阶段主梁弯矩图（7）成桥阶段主拱应力图（8）成桥阶段副拱应力图（9）成桥阶段连杆应力图（10）成桥阶段钢梁上缘应力图（11）成桥阶段钢梁下缘应力图（12）成桥阶段主梁混凝土板上缘应力图（13）成桥阶段主梁混凝土桥面板下缘应力图2. 正常使用阶段计算结果经计算表明，本桥最不利荷载工况为恒载+车辆+人群+温度的组合。
拱桥课程设计书
拱桥课程设计书一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握拱桥的基本知识，包括拱桥的定义、结构、分类和设计原理；同时培养学生的实际操作能力，如拱桥模型的制作和分析，并提高学生的创新意识和团队协作能力。
在情感态度价值观方面，我们期望学生通过本课程的学习，能够对桥梁工程产生浓厚的兴趣，树立正确的科学观和价值观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括拱桥的基本概念、结构形式、分类及其设计原理，拱桥的历史发展与经典案例，以及拱桥模型的制作与分析。
具体涉及教材的以下章节：1.第四章：拱桥的基本概念与结构形式2.第五章：拱桥的分类及其设计原理3.第六章：拱桥的历史发展与经典案例4.第七章：拱桥模型的制作与分析三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、实验法等。
在教学过程中，我们将注重理论与实践相结合，鼓励学生参与讨论和实验，以提高学生的学习兴趣和主动性。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《桥梁工程》2.参考书：包括但不限于《拱桥设计原理》、《拱桥历史与发展》等3.多媒体资料：包括拱桥图片、视频和动画等4.实验设备：拱桥模型制作材料、测量工具等以上教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高学生的实际操作能力和创新意识。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等；作业主要包括课后练习和项目任务，用以巩固和应用所学知识；考试则分为期中考试和期末考试，全面检验学生的学习成果。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排如下：共32课时，每周2课时，共计16周。
教学地点安排在教室和实验室。
教学进度安排合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
同时，教学安排还考虑学生的实际情况和需要，如学生的作息时间、兴趣爱好等。
七、差异化教学根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平，我们将设计差异化的教学活动和评估方式，以满足不同学生的学习需求。
拱桥毕业设计计算说明书
拱桥毕业设计计算说明书毕业设计(设计)题目联积塘大桥设计学院名称城市建设学院指导教师伍琼芳职称讲师班级道桥101班学号20104690127学生姓名王知堂2014年5月25日任务书任务书说明1.毕业设计/设计任务书由指导教师参照示例结合自己的题目详细认真填写，并经教研室审定，下达到学生。
2.毕业设计任务书一式三份，一份系部存档，一份指导老师保存，一份下达学生。
3.学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，4周内提交给指导教师批阅。
4.本任务书学生必须妥善保管，并认真按任务书的要求和进度完成毕业设计的内容，复习相关知识，培养对应能力。
一、毕业设计目的训练学生综合应用所学的基础课、技术基础课和专业课知识，培养学生独立完成桥梁设计的能力，它是培养专业人才教学过程中最后也是极为重要的一部分。
通过设计，学生应了解和熟悉桥梁设计的一般原则、步骤和方法；掌握桥梁设计、计算方法以及编制设计说明书和绘制施工图的要求和方法。
二、设计任务毕业设计内容包括以下三大方面：1）初步方案设计与方案比选各位同学根据各自的毕业设计题目、设计有关地形图及毕业设计内容与要求，进行初步方案设计与方案比选，方案包括预应力混凝土连续梁桥（或连续刚构）、拱桥、斜拉桥与悬索桥四大基本桥型的其中三种。
鼓励提交一些组合桥型的创新设计方案。
2）钢筋混凝土连续拱桥设计根据指导教师提供的基本设计参数，进行一钢筋混凝土连续拱桥的结构分析与设计，主要内容包括：结构整体布置、施工程序及阶段确定、结构验算。
使该桥各施工及成桥运营阶段均满足设计要求。
3）专业文献翻译翻译指导教师指定的英文文献一篇，禁止用翻译软件。
设计内容的第1项（初步方案设计与方案比选）定义为毕业设计第一阶段；设计内容的第2项（预应力钢筋混凝土连续梁桥设计）及第3项（专业文献翻译）定义为毕业设计第二阶段。
三、毕业设计要求1. 毕业设计阶段，学生根据各自的设计有关地形图、毕业设计内容与要求，切实运用学过的理论知识，不断提高自己的设计水平，并在指导教师的指导下，切实按时完成设计任务。
拱桥计算说明书
目录摘要 (I)Abstract ................................................................ I I 第一章基本资料. (1)1.1 龙桥大桥设计资料 (1)1.2设计依据 (2)1.3主要材料参数 (2)第二章比选方案 (3)2.1宗旨构思 (3)2.2比选标准 (3)2.3 比选方案 (3)2.3.1 比选方案一 (3)2.3.2 比选方案二 (5)2.3.3比选方案三 (7)第三章拱上建筑的设计和计算 (11)3.1桥面板的设计和计算 (11)3.1.1桥面板参数 (11)3.1.2桥面板内力计算 (11)3.1.3桥面板截面配筋 (20)第四章拱桥的分析及电算 (26)4.1主拱圈拱轴系数的确定 (26)4.1.1假定拱轴系数 (26)4.2 拱桥Midas模型的建立 (36)4.2.1软件介绍 (36)4.2.2模型的导入 (36)4.2.3 MIDAS/Civil的操作步骤 (37)4.3 拱桥模型在成桥状态下的内力及内力组合 (43)第五章拱桥结构验算 (47)5.1桥面板验算 (47)5.11桥面板抗弯承载力验算 (47)5.12桥面板斜截面抗剪承载力验算 (47)5.2主拱圈验算 (49)5.2.1主拱圈截面“强度—稳定”验算 (49)5.2.2主拱圈抗剪强度验算 (53)5.2.3主拱圈挠度验算及预拱度设置 (55)第六章拱桥的悬臂施工及验算（仅对主拱圈） (58)6.1在MIDAS/Civil中模拟拱桥的悬臂施工（仅对主拱圈） (58)6.1.1主拱圈的分段以及扣索等施工设备的添加 (58)6.1.2 组的定义 (58)6.1.3 定义施工阶段 (59)6.1.4赋予荷载 (60)6.2施工过程中的拱圈强度验算 (62)6.2.1强度验算 (62)第七章施工组织设计 (64)7.1工程概况 (64)7.1.1桥梁概况 (64)7.1.2水文地质资料 (64)7.1.3施工所需主要材料及机具设备 (64)7.2施工方法的确定 (64)7.2.1 选择原因 (64)7.2.2拱桥悬臂施工的历史及现状 (65)7.3施工组织设计 (67)7.3.1土石方的开挖的详细步骤 (68)7.3.2 拱座的施工 (68)7.3.3主拱圈的施工 (70)7.3.4墩台基础施工 (73)7.3.5立柱、盖梁施工 (75)7.3.6桥面板的施工 (77)7.3.7桥面系施工 (78)7.6施工过程中的安全措施 (78)谢辞 (80)参考文献 (81)2015届土木工程（桥梁）专业毕业设计摘要改革开放以来，随着经济的发展，综合国力的增强，我国公路建设事业迅猛发展，作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展，特别是近十年来，我国大跨径桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期。
(拱桥)课程设计2013
《桥梁工程》课程设计
拱桥L=60m （9箱)
一． 设计资料：
设计荷载 公路-Ⅰ级 人群荷载 2/0.3m kN
桥面净空 净-8+2×2m(人行道)
计算跨径 m l 60=
计算矢高 m f 10=
矢跨比 6
1=l f 假定拱轴系数 m=2.240
主拱截面形式 等截面悬链线无铰箱形拱
主拱材料 砼 C30
腹拱材料 砼 C20
拱顶填料厚度（含路面）:40cm 主腹拱钢筋混凝土重度 3/25m kN =γ
拱上建筑重度（综合） 3/23m kN =γ
桥面系（路面、人行道、栏杆及拱顶填料厚度）m kN /95
二．设计计算内容
（1）根据要求拟定桥跨径、矢高及桥宽，并初步确定主拱圈截面尺寸。
（2）拱轴系数m 的确定（免重复计算）
（3）弹性中心的确定
（4）恒载内力计算（不计弹性压缩）
（5）活载内力计算（不计弹性压缩）
（6）内力组合与截面强度验算
（7）主拱圈稳定性验算
（8）主拱圈抗剪强度验算
三、拟交成果
（1）等截面钢筋混凝土箱形拱桥上部结构计算书一份
（2）绘图：拱桥的平面布置图、正立面图、纵断面图、横断面图。
（图幅：3#，可以利用对称关系作1/2图）
主要教材与参考书：
1、桥梁工程姚玲森编人民交通出版社
2、公路桥涵设计手册（拱桥）上册
3、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）
4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）
5、公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）
建议：腹拱两边各5跨，墩净距320，墩厚60，矢跨比1/4。
拱桥设计计算说明书
目录一、设计背景 (1)（一）概述 (1)（二）设计资料 (1)1、设计标准 (1)2、主要构件材料及其参数 (1)3、设计目的及任务 (2)4、设计依据及规范 (3)二、主拱圈截面尺寸 (4)（一）拟定主拱圈截面尺寸 (4)1、拱圈的高度 (4)2、拟定拱圈的宽度 (4)3、拟定箱肋的宽度 (4)4、拟定顶底板及腹板尺寸 (5)（二）箱形拱圈截面几何性质 (5)三、确定拱轴系数 (7)（一）上部结构构造布置 (7)1、主拱圈 (7)2、拱上腹孔布置 (9)（二）上部结构恒载计算 (9)1、桥面系 (9)2、主拱圈 (10)（三）拱上空腹段 (10)1、填料及桥面系的重力 (10)2、盖梁、底梁及各立柱重力 (11)3、各立柱底部传递的力 (11)（四）拱上实腹段 (12)1、拱顶填料及桥面系重 (12)2、悬链线曲边三角形 (12)四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (14)（一）弹性中心 (14)（二）弹性压缩系数 (14)五、主拱圈截面内力计算 (15)（一）结构自重内力计算 (15)1、不计弹性压缩的恒载推力 (15)2、计入弹性压缩的恒载内力 (15)（二）活载内力计算 (15)1、车道荷载均布荷载及人群荷载内力 (15)2、集中力内力计算 (17)（三）温度变化内力计算 (20)1、设计温度15℃下合拢的温度变化内力 (20)2、实际温度20℃下合拢的温度变化内力 (21)（四）内力组合 (21)1、内力汇总 (22)2、进行荷载组合 (22)六、拱圈验算 (24)（一）主拱圈正截面强度验算 (24)1、正截面抗压强度和偏心距验算 (24)（二）主拱圈稳定性验算 (25)1、纵向稳定性验算 (25)2、横向稳定性验算 (26)（三）拱脚竖直截面(或正截面)抗剪强度验算 (26)1、自重剪力 (26)2、汽车荷载效应 (27)3、人群荷载剪力 (28)4、温度作用在拱脚截面产生的内力 (29)5、拱脚截面荷载组合及计算结果 (29)七、裸拱验算 (31)（一）裸拱圈自重在弹性中心产生的弯矩和推力 (31)（二）截面内力 (31)1、拱顶截面 (31)截面 (31)2、143、拱脚截面 (32)（三）强度和稳定性验算 (32)八、总结 (33)九、参考文献 (34)一、设计背景（一）概述在我国公路桥梁建设中，拱桥，特别是圬工拱桥得到了广泛的应用。
拱桥课程设计
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。
m = 1 ( f − 2)2 − 1中反求
2 yl/4
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பைடு நூலகம்拱圈高度可按下列经验公式进行估算：
1.2.2 主拱圈
主拱圈采用 M20 砂浆砌 C25 混凝土预制块，γ5=24kN/m3；或钢筋混凝土箱型板拱（自 定）
轴心抗压强度设计值 fcd=6.52MPa； 极限抗剪强度设计值 fvd=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。
拱轴线上各截面 的纵坐标 y1
=[表（Ⅲ）-1]
×
f，相应拱背 坐标 y1 ′
=
y1
−
d 2 cos
，相应拱腹
φj
坐标y1 ′′
=
y1
+
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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。
使用图表给出计算结果和结构的相关验算结果。
3．汇总设计成果：课程设计计算书，课程设计要求绘制的工程图纸。
六．拱桥课程设计计算第2页空腹式等截面悬链线无铰拱设计一．设计题目空腹式等截面悬链线无铰拱设计二．设计资料 1．设计标准设计荷载：汽车荷载公路－I 级，人群荷载3.5kN/m2 桥面净空净－7+2×(1.25m+0.25 m)人行道+安全带净跨径 L 0＝80ｍ净高 f 0＝13.3m 净跨比f 0/L0＝1/62．材料数据与结构布置要求拱顶填料平均厚度(包括路面，以下称路面)h d ＝0.5m ，材料容重γ1＝22.0kN/m3 主拱圈材料容重(包括横隔板、施工超重)γ2＝25.0kN/m3 拱上立柱（墙）材料容重γ2＝25kN/m3 腹孔拱圈材料容重γ3＝23k Ｎ/m3 腹孔拱上填料容重γ4＝22kN/m3 主拱圈实腹段填料容重γ1＝22kN/m3本桥采用支架现浇施工方法。
主拱圈为单箱六室截面，由现浇30号混凝土浇筑而成。
拱上建筑采用圆弧腹拱形式，腹拱净跨为5m ，拱脚至拱顶布置6跨 (主拱圈的具体几何尺寸参照指导书实例修改自定) 。
3．设计计算依据交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2019) 交通人民出版社交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62－2019) 交通人民出版社交通部部颁标准《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2019) 交通人民出版社《公路设计手册-拱桥(上) 》人民交通出版社，2000.7二. 主拱圈截面几何要素的计算 (一) 主拱圈横截面设计拱圈截面高度按经验公式估算H= l0/100 + Δ=80/100+0.7=1.5m (Δ=0.6～0.8)拱圈由六个各为1.5m 宽的拱箱组成，全宽B 0=9.0m。
拱圈横断面的构造如图1所示。
……….......................................第3页(二) 箱形拱圈截面几何性质截面积：A=(1.5×1.5-1.05×1.14) ×6=6.318m2 绕箱底边缘的静面矩：（1. 5⨯1. 5⨯0. 75-1. 14⨯1. 05⨯0. 725）⨯6=4. 918m 3 S=主拱圈截面重心轴：y 下=S/A=0.778m y 上=1.5-0.778=0.722m 主拱圈截面绕重心轴的惯性矩：I x =6⨯（1. 5⨯1. 53÷12+1. 5⨯1. 5⨯0. 02742-1. 14⨯1. 053÷12-1. 14⨯1.05⨯0. 05242）=1. 862m 41/21/2拱圈截面绕重心轴的回转半径： r ω=（I x /A ）=（1. 862/6. 318）=0. 543m三、确定拱轴系数第4页 (上部结构的构造布置如图2所示。
图2上部结构构造（尺寸单位：mm ）1. 主拱圈假定m=2.514，相应的y 1/4/f =0. 215，f 0/l 0=1/6，查《拱桥》(上册) 表(III)-20(7)得：sinφj =0.62411，cosφj =0.78133，φj =38˚46'40" 主拱圈的计算跨径和计算矢高： l =l 0+2y 下sinφj =80.9711 m f =f 0+y 下(1-cosφj ) =13.470 m拱脚截面的水平投影和竖向投影 x =Hsinφj =0.9362 m y =Hcosφj =1.1720 m 将拱轴沿跨径24等分，每等分长Δl =l /24=3.3738 m，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y ' 1=y 12y 上/cosφ，拱腹曲面坐标y " 1=y 1+y 下/cosφ。
第5页………................................................. ……………………具体数值见表1。
主拱圈几何性质表表1装……………………………………………………………………………………………………...订2. 拱上腹孔布置从主拱两端起拱线起向外延伸后向跨中对称布置五对圆弧小拱，腹拱圈厚d'=0.4m，净跨径l ' 0=5m，净矢高f' 0=0.625m，座落在宽为 0.5m 的钢筋混凝土排架式腹拱墩支承的宽为 0.6m 的钢筋混凝土盖梁上。
腹拱拱顶的拱背和主拱拱顶的拱背在同一标高。
腹拱墩墩中线的横坐标l x ，以及各墩中线自主拱拱背到腹拱起拱线的高度 h =y 1+y 上×(1-1/cosφ) - (d'+f' 0) ，分别计算如表2线k =ln(m +m 2-1) =1.573腹拱墩高计算表表2由f ' 0/l ' 0=1/8，查《拱桥》(上册) 表3-2得第6页 sinφ0=0.513918，cosφ0=0.85784，φ0=30˚55'35" 腹拱拱脚的水平投影和竖向投影x '=d'×sinφ0=0.4×0.513918=0.2056m； y'=d'×cosφ0=0.4×0.85784=0.3431m(二) 上部结构恒载计算三、结构恒载计算（一）各部分恒载重力 1、腹拱各部分重力 1）腹拱数据由f 0/L 0=1/8 圆弧拱算得: sinφ0=0.513918， cosφ0=0.85784 腹拱内弧半径R=5.3125m ，拱轴线长度 s=5.7394m一个腹拱圈上填料面积 A=2.5m 2一孔2腹拱重力G 1=[5. 7394⨯0. 40⨯23+(5. 0+0. 4⨯0. 513918⨯2) ⨯0. 5⨯22. 0+2.5⨯22]⨯7=1171. 28KN2、横墙顶填料、路面重力1号、2号、3号、4号、5号横墙'=(0. 577⨯0. 841⨯22+0. 577⨯0. 5⨯22. 0) ⨯7=119. 159KN G 23、横墙墩帽重力1号、2号、3号、4号、5号横墙'=(0. 577+0. 6) ⨯ G 34、横墙重力1⨯0. 275⨯7⨯23=26. 056KN 2'. 39KN 1号横墙 P 1=9. 99⨯7⨯1⨯23=1608'. 91KN 2号横墙 P 2=6.31⨯7⨯1⨯23=1015'3号横墙 P . 16KN 3=3. 56⨯7⨯1⨯23=573第7页………................................................. …………………… '4号横墙 P . 99KN 4=1. 59⨯7⨯1⨯23=2555、横墙压力''1'=2924P . 885KN 1=G 1+G 2+G 3+P '+G 3'+P 2'=2332P 2=G 1+G 2. 405KN''3'=1889P . 655KN 3=G 1+G 2+G 3+P '+G 3'+P 4'=1572P 4=G 1+G 2. 485KNP 5=G 11171. 28==585. 64KN 22装……………………………………………………………………………………………………...6、拱顶实腹段路面重力 P . 92KN 6=0. 6⨯13. 3⨯7⨯22. 0=12287、拱顶实腹段填料重力 P 7=作力点距离拱顶 13. 3⨯1⨯1⨯13. 3⨯7⨯22=682. 73KN 33=9. 98KN 4订（二）验算压力线同拱轴线的重合度以拱脚为固定端，拱顶为悬臂端，计算半跨拱各部分重力对L/4和拱脚的力矩。
主拱圈重力对L/4和拱脚的垂直截面剪力和弯矩，查附录表（Ⅲ）-19计算，得'/4=0. 25345P L ⨯6. 318⨯25. 0⨯80. 971=3241. 465KN2'/4=0. 12583M L ⨯6. 318⨯25. 0⨯80. 971/4=32576. 387KN线P j '=0. 53736⨯6. 318⨯25. 0⨯80. 971=6872. 50KN2M 'j =0. 51646⨯6. 318⨯25. 0⨯80. 971/4=133707. 37KN其余各力对L/4和拱脚弯矩列入表2第8页拱脚弯矩 M j =173180.5+133707.37=306887.87KN.m L/4处弯矩 M L/4=32576.387+33957.78=66534.17KN.m 根据判别条件，得M L /4y=0. 216≈L /4=0. 215 （与选用的拱轴系数相符） M j f按无矩法计算，不计弹性压缩恒载水平推力'=H gM j f=306887. 87=22783. 06KN13. 470腹拱推力靠近主拱拱顶一侧的腹拱，一般多做成两平铰拱，在较大的恒载作用下和考虑到周围的填料等构造的作用，可以折中地按无铰圆弧拱计算其推力，而不计弯矩的影响。