拱桥计算书

目录

1.方案比选 (3)

1.1 设计原则 (3)

1.2 方案设计 (3)

1.3 方案选择 (6)

2.设计要求及基本数据 (7)

2.1 设计要求和数据 (7)

3.结构计算 (7)

3.1 主拱圈截面要素及尺寸拟定 (7)

3.2 拱轴系数的确定 (9)

3.2.1 上部结构设计 (9)

3.2.2 上部恒载计算 (11)

3.3 内力计算 (15)

3.3.1 主拱圈内力计算 (15)

3.3.2 桥面系计算 (19)

3.3.3 盖梁计算 (28)

3.3.4 立柱计算 (37)

3.4 各结构的配筋计算及应力验算 (39)

3.4.1 空心板配筋计算及应力验算 (39)

2.4.2 盖梁配筋计算及应力验算 (44)

3.4.3立柱配筋计算 (47)

3.4.4 主拱圈配筋计算 (48)

3.5 支座计算 (52)

3.6 桥台计算 (53)

1.方案比选

1.1桥梁设计原则

1)．适用性：满足车辆个人群的通行，即要满足基本的交通量问题。此外，除桥面交通量，桥下如果有过水量，桥下通行高度、通行量要求是，设计也需要考虑。并要求考虑到长久发展问题，即将未来交通量的增长考虑进去，保证增长后的交通量，持续发展还包括桥梁的修理、维护保养，设计都需要考虑到。

2).安全与舒适性：在满足交通量的同时，还需要保证车辆、人群通行的舒适问题。桥面的竖向、横向震动要得到控制。安全问题在所有设计中都应放在第一位，桥面系需要有足够的承载力安全保障，桥下支撑结构同样需要验算各种受力问题。

3).经济性：经济性包括施工难以程度，桥梁材料的消耗，建成后的后期维修、保养费用，在设计中都需要考虑到。

4).先进性：桥樑设计施工等都应劲量优先使用先进的设计、施工技术和理念。便于施工、架设。运用先进的施工技术还能够有效的减短施工周期，保证在短时间完成最优、最安全的设计工程。

5).美观：建筑发展中美观也是一个必不可少的因素，桥梁设计需要考虑与周围景色的协调，保证整体的美观效果。

1.2方案设计

方案一：双塔三跨式斜拉桥

①桥梁整体布置：9+32+9，全长50m，布置图见图。

②上部结构布置：桥面净宽7.5m+2×1.5m加上0.75m的人行道护栏，桥面横坡为双向2%。

③下部构造：采用钻孔灌注桩做主塔基础，每个主塔采用4根钻孔桩。④主塔塔柱采用空心矩形截面，外壁厚度取0.5m。双塔整体高度（承台以上）18m。

方案桥梁特点概述：

1.斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成，用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱上，斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力，这就使得桥梁的跨越能力大大增强。

2.梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大。

3.对桥下净空、桥面标高的限制少。

4.桥体为多次超静定结构，设计计算复杂。

5.施工时高空作业较多，且施工控制技术要求严格。

6.美观方面：斜拉桥美观性很好，但跟当地地形搭配效果很差。

7.质量要求严格，成本高。

方案二：上承式钢筋混凝土箱型拱桥。

①桥梁整体布置：拱桥采用5+40+5布置，中间布置40m跨径的箱型主拱，下部用钻孔桩支撑。起拱线以上外侧水平段用搭板与道路连接。

②主拱：采用箱型截面，截面高度取1m。

③桥面及铺装：采用装配式预应力混凝土空心板，40cm厚，长度为500cm。

④下部结构：采用钻孔灌注桩，利用下部岩体支撑。

方案桥梁特点概述：

1.拱桥的跨越能力得到体现，主拱架设在两侧岩体上，充分利用地形。

2.充分发挥圬工材料的抗压性能，构造简单，受力明确。

3.拱桥有水平推力，对地基要求高。

4.跨径较大时，自重大对稳定不利，本设计中，跨径较小，基础在岩体中，稳定性良好。

方案三：简支梁拱组合式桥。（图1.3）

①此桥下承式，无推力组合体系拱，跨径50m。拱肋采用钢筋混凝土，桥面设置风撑。

②组合体系定为刚性系杆刚性拱，两端简支支撑在桥台上。

方案桥梁特点概述：

1.桥整体为外部静定结构，内部为高次超静定结构，主要承重构件除拱肋之外，还有加

劲纵梁。

2.桥梁没有水平推力，对地基要求相对较低。

3.整体虽是简支桥梁结构，但跟拱组合之后的体系跨度得到提高。

4.无推力拱式组合体系可以很大程度的保证桥下净空要求。

1.3方案选择

①经济角度来看，上承式拱桥经济性更好。斜拉桥构件材料种类要求多、质量要求高。简支梁拱体系的主拱相比之下需要更大的跨径，且两侧拱肋整体性保证要求高。

②结构受力角度分析，斜拉桥、简支梁拱组合式桥受力更为复杂。上承拱桥相比下受力简单明确，拱的弯矩、变形等相比之下小得多。

③上承拱桥、斜拉桥对地基都要求较高，组合体系桥则对地基要求较低。但此例中地基

条件良好，地基要求高的缺点不明显。

⑤拱桥耐久度良好，且维修养护费用低，相比斜拉桥，更加

适合山区桥梁的特性。上承式拱桥相比梁拱组合体系桥优点更加明显。

④山区桥梁考虑到与周围的协调性，上承式拱桥更适合与山区协调搭配。

综上所述，采用方案二：钢筋混凝土箱型拱桥。

2.设计要求及基本数据

2.1设计要求和数据

2.1.1设计要求

设计车速：40km/h。

设计荷载：公路-Ⅰ级汽车荷载。人群荷载3.5kN/。

桥面净宽：7.5+2×1.5米

设计风速：5m/s

桥面横坡：双向2%

地震烈度：6度

跨径为50m左右（本设计采用5+40+5，即主拱跨径40m，坐落于岩体上，两边采用两个5m 搭板，下部设置桩支撑）

2.1.2材料选用及数据

主拱和空心板为C40钢筋混凝土，拱顶实腹段采用20号片石混凝土，立柱等采用C35混凝土。

钢筋混凝土

混凝土

片石混凝土

沥青混凝土

3结构计算

3.1主拱圈截面要素及尺寸拟定

主拱圈采用箱型截面，采用悬链线。

3.1.1主拱圈截面数据计算