原创力 60m拱桥计算书
鲁东大学卒科举业设计
1设计说明
本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，对六苏木二桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，本文提出四种不同的桥型方案：方案一石拱桥，方案二为简支梁桥，方案三为斜拉桥，方案四为钢构桥。
1?1设计标准
1.1.1设计标准公路一II级汽车荷载，人群荷载3kN/m2
1.1.2跨径及桥宽净跨径＜0 = 60米，净矢高/0 = 12米，净矢跨比/o//o = l/5 桥面净宽为净7+2X(0.5防
护栏+1.5m人行道)5o=llm
1?2材料及其数据
1.2.1拱上建筑：主(腹)拱顶填土高度A f=0.5m
拱圈材料重力密度X=25KN/"F
拱上护拱为浆砌片石容重/
=23KN/m3
2
腹孔结构材料容量y3=24KN/m3
拱腔填料单位容重r4=20KN/m3
1.2.2主拱圈：M10砂浆砌60号块石容重y5=25KN/m3
极限抗压强度R； = 4.22^ax 1.2 = 5.064x 103/C.V/w2 极限直接抗剪强度昭=0.30
场a = 0.30x103KN/"“ 弹性模量￡=500/?； =7.3x106/C;V/zw2
拱圈设计温差为±159
1.2.3桥台：M5砂浆砌30号片石、块石容重/(, = 23 KN/m3
极限抗压强度疋=2.5x10’KN/沪极限直接抗剪强度出=024x12KN/nd 基础为15
号片石混凝土ri=24KN/m3 台后填砾石土，夯实。
内摩擦角歼35°
填土容重y^=\SKN/m3
1?3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《通规》:
(2) 交通部部标准《公路垢工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 2005年，人民交通出版社,《规范》：
（3）《公路设计手册-拱桥》上下册，人民交通出版社，1978。简称《拱桥》。
2方案选择
2.1方案比选
桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、斜拉桥和钢构桥。从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。
2.1.1桥梁设计原则
桥梁是公路，铁路和城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重要意义。因此，桥梁工程的设计应符合技术先进、安全可靠、使用耐久、经济合理的要求，同时应满足美观、环境保护和可持续发展的要求。桥梁建设应遵循的各项原则分述如下。
（1）技术先进
在因地制宜的前提下，尽可能采用成熟的新结构，新设备、新材料和新工艺，学习国内外的先进技术，充分利用最新科学技术成就，把学习和创新结合起来，淘汰和按弃原来落后和不合理的东西。
（2）安全可靠
整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。对于交通緊忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不易太陡，以免引发生车辆碰撞等引起的车祸。
（3）适用耐久
桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并能满足当前以及今后规划年限内的交通流量。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检査和维修等。
（4）经济合理
①桥梁设计应遵循因地制宜，就地取材和方便施工的原则。
②经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最低的桥型，设计中应充分考虑维修的方便和维修费用少，维修时尽可能不中断交通，或中断交通时间最短。
③所选择的桥位应是地质水文条件好，桥梁长度也较短。
④桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距，促进该地区的经济发展，产生最大的效益，对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过，达到尽可能快的收回投资的目的。
（5）美观
一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应是优美的，结
构布置必须精炼，并在空间上有和谐的比例。桥型应与周围环境相协调，城市桥梁和游览区的桥梁，可较多的考虑建筑艺术的要求。
（6）环境保护和可持续发展
设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求，包括生态、水、空气、噪声等方而，应从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等多方面全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至垠低。
2.1.2方案比选
根据桥梁设计原则，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选，初步确定拱桥、梁桥、斜拉桥、刚构桥四种桥梁形式。四种方案的比较表暂列于后。
（1）拱桥
拱桥的静力特点是，在竖直力作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载彳的作用下，简直梁的跨中弯矩为q/2/8,全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三较拱的任何截而弯矩均为零，拱只受轴向压力。设计合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力比梁大得多。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。
由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。
图2.1石拱桥
（2）简支梁桥
梁式桥是一种竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯抗拉能力强的材料。此处考虑3跨20米简支梁桥，由于峡谷地面高程较小，使得下部墩台的高度较大，给施工带来了难度，并提高了
桥梁结构的总造价。
斜拉桥跨径较大，考虑本地条件，拟采用独塔式斜拉桥。斜拉桥的受力特点是受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。塔柱基本上以受压为主，主梁弯矩较小。由于主梁收到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受压构件。斜拉桥属髙次超静立结构，主梁所受弯矩大小与斜拉索的初张力密切相关。
（4）钢构桥
钢构桥主要承重结构是梁与立柱整体结合在一起的钢架结构，梁和柱的连结处具有很大的刚性，以承受负弯矩的作用。此处拟采用斜腿式钢构桥，斜腿式钢构桥经济合理，造型美观，跨径较大，不过斜腿施工难度较大。
图2.4钢构桥
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主要特征(1) 跨越能力较大：
(2) 能充分就地取材，
与其他桥相比，可以
节省大圮的钢材和水
泥，成本低：
(3) 耐久性能好, 维
修，养护费用少：
(4) 外形酷似彩虹卧
波，十分吳观：
(5) 结构的整体性
好，刚度较大，变形
较小：
(6) 自重较大，相应
的水平推力也较大，
増加了下部结构的工
程虽.当采用无狡拱
时，对地基要求较
高。
(1) 混凝土材料以砂、石为
主，可就地取材，成本较
低：
(2) 结构造型灵活，可模性
好，可根据使用要求浇铸
成各种形状的结构：
(3) 结构的耐久性较好，建
成后维修费用较少：
(4) 可采用预制方式建造，
将桥梁的构件标准化，进
而实现工业化生产；
(5) 结构口重较大，0 重耗
掉大部分材料的强度，因
而大大限制其跨越能力：
(6) 就地分析，下部墩台的
高度较大，给施工带來了
难度，并提高了桥梁结构
的总造价。
(1) 受到斜拉索的弹
性支承，弯矩较小，
使得主梁尺寸大大减
小，结构自重减轻，
跨径能力大：
(2) 塔柱、拉索与主
梁构成稳定三角形，
结构刚度较大:
(3) 外形萸观：
(4) 拉索受力较大，
对拉索要求较高，并
要注意防锈蚀等问
题：
(5) 需注意斜拉索的
疲劳和防护层的老化
等问题：
(6) 主塔受力较大，
地基要求较高。
(1) 跨径能力较大：
(2) 外形美观：
(3) 荷载作用下，柱
脚处具有水平反力，
两部主要受弯：
(4) 梁柱处易产生裂
缝.要求较高：
(5) 预应力、徐变、
收缩、温度变化以及
基础变位等因素都会
使斜腿刚架桥产生次
内力，受力分析上
也相对较复杂：
(6) 该方案的斜腿与
地而水平线的夹角较
小，使施工难度增
加。
以上所论述桥型进行列表比较：
根拯本桥的实际情况，结合桥梁设计原则，第一方案经济上比其他方案好，跨径上满足要求，景观与环境协调，因地制宜，就地取材，节省钢材水泥，避免深基高墩, 修建大跨度石拱桥是适宜的。石拱桥坚固耐用，无周期性大修作业，养护维修费用低。工程所在地靠近旅游区，对桥的外观以及桥和周围环境的协调要求比较高，综合这些因素，最终决宦选用拱桥方案。
3主拱圈计算
3.1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, 拟左上部结构各种几何尺寸，计算出半拱恒载对拱脚截而型心的弯矩工Mj和自拱顶至1/4跨的恒载对1/4跨截面型心的弯矩工呦4。其比值：2"\胡2叫=环订,求得『1/4〃值后，可由加=1/2心1/4〃-2)2 - 1中反求加值，若求出的加值与假怎的加值不符合，则应以求得的加值作为假定值，重复上述计算，直至两者接近为止。
3.1.1拟定上部结构几何尺寸
(1)主拱圈几何尺寸
①截面特性
截而高度心#6000 = 4.8 X1.2 X "6000 = 104.666 Icm
取 d = 1.3m
主拱圈横桥向取lm单位宽度计算，横截面积A=1.3 m2 惯性矩I=l/12d3=0. 1830833m4
截而抵抗矩W=l/6d2=0. 2816667 m3
截而回转半径r；= d2/12=0. 140834m
②计算跨径和计算矢高
假定加=2.814,相应的y./4// = 0.21o查“拱桥”表(III) —20(9)得sin。y =0. 70097 cos? y =0. 71319
计算跨径/=/o + Jsin^ = 6O + 1.3x 0.70097 = 60.911261m
计算矢髙 / = / + J/2x(l-cos^) = 12 + 13/2x(1-0.71319) = 12.1864265w
③拱脚截面的投影
水平投影乂 = d xsin(pi = 0.911261 竖向投影y
= dx cos (pi = 0.927147
④计算主拱圈坐标图3.1
将主拱圈沿跨径24等分，每等分长/=//24=2.537969m o以拱顶截而型心为原点坐标，拱轴线上个截面的纵坐标”=[表(III) -1值]"xF,相应拱背坐标y\ =.F| 一d]2cos(pj f 相应的腹拱坐标y[ =>*| +d/2cos0.
注：第2栏由《拱桥》附录III)表(III) -1査得
第4栏由《拱桥》附录(III)表(111-20 (9))査得
(2)拱上构造尺寸
①腹拱圈
腹拱圈为10号砂浆砌30号粗料石等截面圆弧拱，截面高度d'=O.35m,净矢高f' = bn.净跨径/'=4加，净矢跨比/7f = l/4o査《拱桥》上册表3-2得
sin 0o= 0.689655 cos^0=0.724138
水平投影x =〃sin% =0.24138//?
竖向投彫y = d cos% =0?25345加
②腹拱墩
腹拱墩采用M7.5砂浆砌30号块石的横墙，厚0.8米。在横墙中间留出上半部为半径R = 0.5/w的半圆和下部高为R宽为2R的矩形组成的检查孔。
腹孔的拱顶拱背和主拱圈的拱顶拱背在同一水平线上。从主拱圈拱至腹拱起拱线之间的横墙中线的高度h +N/2(l-l/cos0)_(d' + /)。
其计算过程及数量值见表3.2。
k = \n （m + J 〃『-1） = 1.694573307
3.1.2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。不考虑腹孔推力和弯 矩对拱圈的影响。其计算图示见图3.2。
]A/s7 = 0.55288 xl.3x25x 60.9113 = 1094.4901 KN
]A/s/2/4 = 0.12614x13 x 25 x 60.91132 74 =3802.5189 ATA'-m
Mj 珂表（HI Q9（iS ] A/s/2/4 = 0.52303x 13x25x60.91132/4 = 15766.8578 KN -m
（2）拱上空腹段的恒载
①腹孔上部（图3.3）
项目 X
kE yi
k 16.7988 0.5516 0.9347 3.1546 1.6946 0.4025 0.9277 1.7539 蚀拱座 12.3988 0.4071 0.6899 1.6631 1.6946 0.2788 0.9633 0.2883 空实分界 11.8188 0.4031 0.6832 1.6296 1.6946 0.2757 0.964 0.2554 （1）主拱圏恒载 卩= ［表（班假1国） "1/广［表（加 tan ? = 2 fkshkg /〃[一 1 y 图3.3 腹拱圈外弧跨径/外=「+2/sin? =4.4828加腹拱内呱半径Ro = 0.72500 lx r= 2.500004,n 腹拱圈重Pa = 1.522024 x （Ro + d V 2） x d" = 41.6726KN （以上系数为查《拱桥》上册表3?2得） 腹拱侧墙护拱重人=0.11889（心+d = 19.5494KN 填料及路面重0 = /外力/ = 65.0624KN 0.8-2x z 图3.4 两腹拱之间起拱线以上部分的重星 Pd = (0.8—)必 + [(/ + 八y>2 + V1K0.8 - 2x) = 22.56KN 一个摩拱重 P = ￡p = 41.6726 +19.5494 + 65.0624 + 22.56 = 148.8444KN ②腹孔下部 1 需横墙P=[7? 1276X 1 -(0.5Xl+n X0.52/2)/9]X0.8X24=134.9446KN 2春横墙P=[4.0173X1 -(0.5X 1 + Ji X0.5'/2)/9]X0.8X24=75.2273KN 3务横墙P=[ 1.7539X 1 -(0.5Xl+n X0.52/2)/9]X0.8X24=31.7709KN 半拱座P=(0.2883+l/2 X 0.2534) X 0.2414 X 24=2.4042KN ③集中力 Pi = 148.8444+134.9446=283.7890 KN P2= 148.8444+75.2273=224.0717 KN P3= 148.8444+31.7709= 180.6153 KN P4=(l 48.8444-22.56)/2+2.4042=65.5464 KN ④R、P2、P3、P4作用力对拱脚力臂分别为 5=d2-x“ = 30.4556-26.3988=4.0568m 勺=/。/ 2 - x2# =30.4556-21.5988=&8568m % = Z o 7 2 - = 30.4556-16.7988=13.6568m 匂=人 / 2 - g =30.4556-123988= 18.0568m ⑤P4对1/4拱跨的力臂为 ^j/4=^o/4-^=15.2278-12.3988=2.8290m (3)拱上实腹段的恒载(图3. 5) ①拱顶填料及桥面重 p5 = ^/i = 122.7818/C2V ②悬链线曲边三角形部分 重量P6 =硝0-猪0)厂/(加一l)k = 12&5327KN 式中f\ = f- /(I/cos^-l) = 11.925 重心位置nl x =[(s 族& -k&f2)-(chk&-WkJ\l」(shk& -^0) = 9.2323 m ③P5、P6作用力对拱脚力臂分别为： e5=/0/2-x5#/2 =30.4556-11.8188/2=243166m e6=/0/2-rjl x =30.4556-9.2323=21.2233m ④P" P6作用力对1/4拱跨的力臂分别为 e5U4 =/0/4-x5#/2 = 9.3184m ^6.i/4 =z o/4-7^=5.9955m (4)各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩见表3.3 3.1.3验算拱轴系数 由表 3.3 得，IM//4/￡M J=5874.494/28266.385()4=0.2078261 假定m=2.814,相应的y1/4/fb=0.21,上述计算值为0.208,较为接近，拱轴系数可用m=2.814o 3.2拱圈弹性中心及弹性压缩系数 3. 2.1弹性中心 弹性中心离拱顶距离儿，可自《拱桥》附表(III) —3求得 儿/齐=0.333431, y产［表(III)-3 值］^=0333431 x 12.1864=4.0633m 322弹性压缩系数 r；=I/A=d2/12=O」4083肝 r；/f2 =0.14083/12」8642 =0.000948317 表(III)?9 值］r^,/f2=l 1.1272x0.000948317=0.010460984 “珂表(III)?11 值］r；./f2 =9.18594x0.000948317=0.008711182 m】/ (m+1) =0.010460984 3.3主拱圈截面内力计算 大跨径拱桥应验算拱顶、3/8拱跨、1/4拱跨和拱脚四个截面，必要时应验算1/8 拱跨截而。本设计验算拱顶、3/8拱跨、1/4拱跨和拱脚三个截而的内力。其余截面, 除不计弹性压缩的内力直接在彩响线上布置求得外，其步骤和1/4拱相同。 3.3.1恒载内力计算 计算拱桥内力时，为了利用现有的表格，一般采用所确定的拱轴线进行计算。但是在确左拱轴系数时，计算得的恒载压力线与确宦的拱轴线很难在“五点”完全重合。该设计二者相差0.2078261- 0.21=0.0021739,若相差太多时，要用“假载法”计入其影响。该设计不计偏离的偏差。 (1)不计弹性压缩的恒载推力 = = 28266.3850 /12.1864 = 2319.4974K N (2)计入弹性压缩的恒载内力见表3.4 3.3.2活载内力计算 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。公路-I级车道荷载的均布荷载标准值^=10.5 kN/mo集中荷载标准值随计算跨径而变, 当计算跨径小于或等于5m时，E=180kN,计算跨径大于或等于50m时，人为360kNo 计算跨径60m, *=360kN。 公路一II级车道荷载的均布荷载标准值俵和集中荷载标准值人按公路-I级车道荷载的0.75 倍采用。即^=10.5x0.75=7.875 kN/m,人=360x0.75=270 kN。 拱圈宽度为11m,承载双车道公路一11级汽车荷载，每米拱宽承载均布荷载 鲁东大学卒科举业设计 2x7.875/11=1.431818 kN/m,承载集中荷载2x270/1 l=49.0909kNo 本桥填料厚度为0.5m,按《通归》规定，不计汽车冲击系数。 单位拱宽汽车等代荷载K』c级〃/I I = 2Ku/\ 1 式中，c=2为车道数： $1为车道折减系数，双车道不折减 单位拱宽人群等代荷载鳩=(2b/ll) g人=(2X 1.5)/11 X3=0.81818182KN 式中，b=1.5m为人行道宽度： g人=3购/"『为人群荷载 本设计计算跨径为60m,取人群荷载值为3kN丨心 等待荷载表说明：表列车辆等代荷载是根据m=2.814, f//=l/5等截面悬链线无餃拱内力影响线编制的，基本上可用于常用的无餃拱(计算拱中最大活载内力时，费表列的等待荷载值乘以相应的影响线而积，而不能乘以竖向反力W的全面积(弓 不计弹性荷载的公路二级及人群内力见表3.5。 接上表 注：在求拱脚相应反力V时.以公路II级等代荷载乘以全部反力影响线而积。人群反力则只乘以相应的彩响线面积。 36 鲁帝大学茶科毕业设计 Np 17.0399 14.55038 16.348 15.671 10.5695 23.0014 22.2092 17.7895 弯 矩 M 22.()081 ?13.8424 26.6526 -22.676 26.774 ? 31.783 60.5299 ?0.7022 y=yryi 4.063332374 3.451415374 ■0.699366626 ?8.123097626 AM=AH* y 0.73196 0.625023 0.58855 0.56417 -0.0735 -0.16 ?1.9563 ?0.7567 Mp=M+AM 22.7401 ? 13.2173 27.2411 -22.112 26.7005 -31.943 58.5737 ?1.4589 注：除拱脚截面外，其余基面的轴向里用N = H }/cos (p 近似计算。 3.3.3温度内力计算 拱圈合拢温度15°C 拱圈砌体线膨胀系数a=0.000008 变化温差At=±15d C 温度变化在弹性中心所产生的水平力 拱圈温度变化内力见表3.8。 项目 温度上升 拱顶 3/8截而 1/4截而 拱脚 cos^ 1 0.98696 0.94212 0.71319 ym 4.06333237 3.4514154 ?0.69937 ?8.1231 N t = H[ cos? 10.8675531 10.72584 10.23854 7.75063 —H t y ?44.15848 ?37.50844 7.600404 88.2782 注：温度下降时的内力与温度上升的内力符号相反。 3.4主拱圈正截面强度验算 3.4.1主拱圈正截面强度验算 根据《桥规》规定，构件按极限状态设计的原则是：荷载效应不利组合的设计值 小于或等于结构抗力效应的设计值，即 r o s 式中： /o-结构重要性系数，本题为二级设计安全等级为1.0： S — 作用效应组合设计值，按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004) 的规定计算： /?(.)-构件承载力设计值函数： 刀一材料强度设计值： 几何参数设计值，可采用集合参数标准值勺，即设计文件规定值。 aEIM 表 III-5 值 x/2 8xlO“xl5 0.099373x12.18642 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 0.577r = = = （三）计算跨径和计算矢高 计算跨径: j ?=45.039、j d =2.2m 、d d =1.8m L =0L sin 90 2.2sin 45.039J j d ?+=+= 计算矢高: 0 cos 2 2 j j j f d d f ?= +-= 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 50米下承式钢管拱桥施工方案 一、编制依据 1.第一公路勘察设计研究院2005年7月发出的至国家重点公路境泌阳至高速公路第二 标段两阶段施工图变更设计。 2.《公路工程技术标准》………………………………………J T G B01-2003 3.《公路桥涵施工技术规》…………………………………J T J041-2000 4.《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》…………………………G B/T175-2000 5.《公路工程施工安全技术规程》……………………………J T J O76-95 6.《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》………………………………GB13013-2000 7.《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》……………………………G B1499-2000 8.《公路工程金属试验规程》…………………………………J T L055-83 9.《钢筋焊接及验收规程》……………………………………J T J18-96 10.《公路工程水泥混凝土试验规程》…………………………J T J053-94 11.《预应力混凝土用钢绞线》…………………………………G B/T5224 12.《预应力筋用锚具、夹具和连接器》………………………G B/T14370 13.《公路工程质量检验评定标准》……………………J T G-F80/1-2004 14.《公路工程技术标准》……………………………（J T G B01-2003） 15.《公路桥涵设计通用规》……………………………（J T G D60-2004） 16.《钢结构设计规》……………………………（G B50017） 17.《钢结构工程施工及验收规》……………………………（GB50205-2001） 18.《铁路钢桥制造规》……………………………（T B10212-98） 19.《合金结构钢技术条件》……………………………（G B3077-82） 20.《焊接用钢丝》……………………………（G B1300-77） 浅谈下承式系杆拱桥的设计 摘要下承式系杆拱是一种无推力的拱式组合体系,是外部静定结构,兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点,当桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大的净空(桥下净跨和净高)时,无推力的拱式组合体系桥梁是较优越的桥型。从设计方案选择、结构设计与施工等方面对沧黄高速跨线大桥进行了介绍。 1 概况 沧黄高速跨线桥位于沧宁公路沧县段捷地乡大贾庄村北,中心桩号K1 + 414. 049,上跨沧黄高速公路。交叉处沧黄高速公路平面位于半径R = 7000m 的左偏平曲线上, 中心桩号CHK12 + 420。交角90°,设计标高16. 189m,该桥上部结构为1 - 20m预应力箱梁+ 1 - 50m下承式系杆拱+ 1 - 20m预应力箱梁;下部结构采用柱式桥墩、肋板式桥台,墩台下接承台,基础均为钻孔灌注桩群桩基础; 桥梁净宽11. 5m;汽车荷载等级为公路- Ⅱ级标准。该桥桥型布置如图1所示。 2 方案比选 在桥梁建设中,桥梁方案的确定是非常重要的,尤其大跨径桥梁更是如此。在初步设计阶段我们拟定了两个方案: 方案一: 1 - 20m预应力箱梁+ 1 - 50m下承式系杆拱+ 1 - 20m预应力箱梁,桥梁总长90m,概算总造价为644. 8 万元(含引道) ,其中跨线桥造价303. 9万元。本方案的的优点是: ①一跨上跨沧黄高速,桥下净空大,视野开阔,为将来沧黄高速改建留有较大余地; ②建筑高度小,填土高度低,总造价低; ③桥型美观,与周围环境相协调,建成后将成为沧黄高速的一个亮点。但本方案施工工艺较复杂, 对施工技术要求较高。 方案二:采用4 - 25m预应力连续箱梁,桥梁总长100m,概算总造价为658. 6万元(含引道) ,其中跨线桥造价为310. 9万元。本方案的优点是:结构简单,设计施工技术成熟,施工质量较易控制。缺点主要是:建筑高度较高,填土高度高,总造价高。经综合考虑,我们推荐方案一。即按1 - 20m预应力箱梁+ 1 - 50m下承式系杆拱+ 1 - 20m预应力箱梁进行施工图设计。 3 结构设计要点 3. 1上部结构 下承式系杆拱部分为梁拱组合刚性系杆刚性拱结构,系杆和拱肋共同承担轴力和弯矩,内力计算比较接近真实状况。系杆和拱肋端部是刚性连接的,体系为外部静定而内部超静定结构,超静定次数为3 + n ( n为吊杆根数) 。主跨计算跨径48m,矢跨比1 /5。拱肋为工字形普通钢筋混凝土结构,系杆、中横梁为预应力混凝土结构,端横梁为普通钢筋混凝土结构,横梁与系杆固结,吊杆采用预应力高强钢丝模拟成单向受拉杆,两拱肋间设三道预应力混凝土横撑。两边跨箱梁部分为单箱室小箱梁预应力混凝土简支结构。根据各施工阶段和使用阶段的受力体系按平面杆系对构件进行有限元分析,采用容许应力法进行计算。内力计算采用平面杆系有限元计算程序———交通部公路科学研究所《公路桥梁结构设计系统GQJS》及中交公路规划设计院《桥梁设计综合计算程序BriCAS》进行计算。 3. 2 下部结构 从桥位地质勘察报告所揭示的地层看,土层主要为第四系全新统陆相冲积(Q4a l ) 、陆相冲积与沼泽相沉积(Q4h + al )及更新统陆相冲积(Q3 al )形成的粉土、粉质粘土及粘土层,场地地层分布稳定,无不良地质现象,属均匀地基。由于路线上跨沧黄高速公路,桥台填土较高,故下部结构采用肋板式桥台、柱式桥墩,墩台下接承台,基础均为钻孔灌注桩群桩基础,桩柱入土深度及配筋采用m法计算。 3. 3 桥面标高 本桥纵断面位于半径R = 6500m的竖曲线上,纵坡坡度2. 8342%。横桥向设置1. 5%双向横坡。主跨系杆拱部分桥面横坡及纵坡均在结构(系杆、横梁)中调整,梁底水平,桥面板及桥面铺装等厚;箱梁部分桥面横坡及纵坡由箱梁结构和盖梁顶面调整,竖曲线在防水混凝土铺装层调整,沥青混凝土 潜江河大桥计算书 1．基本信息 1.1.工程概况 祥和路位于安庆市新城中心区，是安庆市城市规划中一条重要的东西走等主要城市道路交叉。顺安路至潜江路之间路基按38米设计，本桥——潜江河大桥位于顺安路和潜江路之间。 本桥位于规划河流潜江沟上，潜江沟规划河底宽度45m，上口宽度80~100m，设计采用1×60m下承式钢管混凝土系杆拱跨越。 1.2.技术标准 （1）设计荷载：公路－Ⅰ级，人群荷载集度3.5kN/m2。 （2）桥面横坡：双向1.5％。 （3）桥梁横断面：2×[4.5m(人行道)+4.5 m(非)+2.5m(隔离带)]+15m(车)=38m(全宽)。 （4）地震动峰值加速度0.1 g（基本烈度7度），按8度抗震设防。 （5）环境类别：I （6）年平均相对湿度：70% （7）竖向梯度温度效应：按现行规范规定取值。 （8）年均温差：按升温20℃。 （9）结构重要性系数：1 1.3.主要规范 《城市桥梁设计准则》（CJJ 11－93） 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004) 《桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01－2008) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT GD63-2007) 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） 《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90） 《钢管混凝土结构技术规范》（DBJ 13-51-2003）福建省地方标准 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 其他相关的国家标准、规范 1.4.结构概述 桥梁横向布置：4.5m（人行道）+4.5m（非机动车道）+2.5m（隔离带）+15m（机动车道）+2.5m（隔离带）+4.5m（非机动车道）+4.5m（人行道），桥梁总宽38m。采用1×60m下承式钢管拱结构，计算跨径60m，矢跨比1/4。拱肋采用D=150cm，t=2cm单圆形钢管，内灌微膨胀混凝土；系梁采用150cm×180cm预应力混凝土结构，系梁在拱脚位置加宽到200cm，加高到240cm宽；端横梁采用360cm×190cm双室箱梁，腹板厚度50cm；中横梁采用底宽65cmT梁，梁高135cm；桥面板厚25cm。系梁、横梁及桥面板采用整体支架现浇，结构整体性好；吊杆间距4m，采用新型低应力防腐拉索PESFD7-109；横向设五道风撑，风撑D=80cm，t=16mm钢管。 1.5.主要材料及材料性能 （1）混凝土：C50，重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为Ec=3.45×104MPa； （2）钢管混凝土：Q345C钢管，内部填充C50微膨胀混凝土，计算内力时，刚度直接叠加；计算挠度与一类稳定时，考虑混凝土折减，折减系数0.8。 （3）预应力钢筋：弹性模量E p=1.95×105MPa，松驰率ρ＝0.035，松驰系数ζ＝0.3； （4）锚具：锚具变形、钢筋回缩取6mm（一端）； （5）金属波纹管：摩擦系数：ｕ＝0.25；偏差系数：κ＝0.0015； 下承式系杆拱桥施工方案 50米下承式钢管拱桥施工方案 一、编制依据 1.中交第一公路勘察设计研究院2005年7月发出的上海至武威国家重点公路河南境 泌阳至南阳高速公路第二标段两阶段施工图变更设计。 2.《公路工程技术标准》………………………………………JTG B01-2003 3.《公路桥涵施工技术规范》…………………………………J TJ041-2000 4.《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》…………………………GB/T175-2000 5.《公路工程施工安全技术规程》……………………………J TJ O76-95 6.《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》………………………………GB13013-2000 7.《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》……………………………G B1499-2000 8.《公路工程金属试验规程》…………………………………J T L055-83 9.《钢筋焊接及验收规程》……………………………………J T J18-96 10.《公路工程水泥混凝土试验规程》…………………………J TJ053-94 11.《预应力混凝土用钢绞线》…………………………………G B/T5224 12.《预应力筋用锚具、夹具和连接器》………………………G B/T14370 13.《公路工程质量检验评定标准》……………………JTG-F80/1-2004 14.《公路工程技术标准》……………………………（J T G B01-2003） 15.《公路桥涵设计通用规范》……………………………（JTG D60-2004） 16.《钢结构设计规范》……………………………（G B50017） 17.《钢结构工程施工及验收规范》……………………………（GB50205-2001） 18.《铁路钢桥制造规范》……………………………（T B10212-98） 19.《合金结构钢技术条件》……………………………（G B3077-82） 20.《焊接用钢丝》……………………………（G B1300-77） 目录 一、说明............................................ 错误!未定义书签。 主要技术规范................................. 错误!未定义书签。 结构简述...................................... 错误!未定义书签。 材料参数..................................... 错误!未定义书签。 设计荷载..................................... 错误!未定义书签。 荷载组合..................................... 错误!未定义书签。 计算施工阶段划分............................. 错误!未定义书签。 有限元模型说明............................... 错误!未定义书签。 二、主要施工过程计算结果............................ 错误!未定义书签。 张拉横梁第一批预应力张拉工况................. 错误!未定义书签。 张拉系梁第一批预应力工况..................... 错误!未定义书签。 拆除现浇支架工况.............................. 错误!未定义书签。 架设行车道板工况............................. 错误!未定义书签。 张拉第二批横梁预应力束工况................... 错误!未定义书签。 二期恒载加载工况............................. 错误!未定义书签。 三、成桥状态计算结果................................ 错误!未定义书签。 组合一计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合二计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合三计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合四计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合五计算结果............................... 错误!未定义书签。 四、变形结算结果.................................... 错误!未定义书签。 五、全桥稳定性计算结果.............................. 错误!未定义书签。 六、运营状态一根吊杆断裂状态计算结果................ 错误!未定义书签。 各荷载组合作用下计算结果..................... 错误!未定义书签。 持久状况承载能力极限状态验算.................. 错误!未定义书签。 全桥稳定性计算结果............................ 错误!未定义书签。 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 (2) 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 (4) （二）箱形拱圈截面几何性质 (5) 三、确定拱轴系数 (6) （一）上部结构构造布置 (6) 1、主拱圈 (6) 2、拱上腹孔布置 (7) （二）上部结构恒载计算 (8) 1、桥面系 (8) 2、主拱圈 (8) （三）拱上空腹段 (9) 1、填料及桥面系的重力 (9) 2、盖梁、底梁及各立柱重力 (9) 3、各立柱底部传递的力 (9) （四）拱上实腹段 (9) 1、拱顶填料及桥面系重 (9) 2、悬链线曲边三角形 (10) 四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (12) （一）弹性中心 (12) （二）弹性压缩系数 (12) 五、主拱圈截面内力计算 (13) （一）结构自重内力计算 (13) 1、不计弹性压缩的恒载推力 (13) 2、计入弹性压缩的恒载内力 (13) （二）活载内力计算 (13) 1、车道荷载均布荷载及人群荷载内力 (13) 2、集中力内力计算 (15) （三）温度变化内力计算 (17) 1、设计温度15℃下合拢的温度变化内力 (18) 2、实际温度20℃下合拢的温度变化内力 (18) （四）内力组合 (19) 1、内力汇总 (19) 2、进行荷载组合 (19) 六、拱圈验算 (21) （一）主拱圈正截面强度验算 (21) 1、正截面抗压强度和偏心距验算 (21) （二）主拱圈稳定性验算 (22) 1、纵向稳定性验算 (22) 2、横向稳定性验算 (22) （三）拱脚竖直截面(或正截面)抗剪强度验算 (22) 1、自重剪力 (22) 2、汽车荷载效应 (23) 3、人群荷载剪力 (24) 4、温度作用在拱脚截面产生的内力 (24) 5、拱脚截面荷载组合及计算结果 (25) 七、裸拱验算 (26) （一）裸拱圈自重在弹性中心产生的弯矩和推力 (26) （二）截面内力 (26) 1、拱顶截面 (26) 2、1 4 截面 (26) 3、拱脚截面 (26) （三）强度和稳定性验算 (27) 八、总结 (28) 九、参考文献 (29) 鲁东大学本科毕业设计 1 设计说明 本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,对六苏木二桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，本文提出四种不同的桥型方案：方案一石拱桥，方案二为简支梁桥，方案三为斜拉桥，方案四为钢构桥。 1.1设计标准 1.1.1 设计标准 公路—Ⅱ级汽车荷载，人群荷载3kN/m 2 1.1.2 跨径及桥宽 净跨径600=l 米，净矢高120=f 米，净矢跨比5/1/00=l f 桥面净宽为 净7+2×(0.5防护栏+1.5m 人行道) =0B 11m 1.2材料及其数据 1.2.1 拱上建筑：主（腹）拱顶填土高度 c h =0.5m 拱圈材料重力密度 3 1/25m KN =γ 拱上护拱为浆砌片石容重 3 2/23m KN =γ 腹孔结构材料容量 33/24m KN =γ 拱腔填料单位容重 34/20m KN =γ 1.2.2 主拱圈： M10砂浆砌60号块石 容重35/25m KN =γ 极限抗压强度 23/10064.52.122.4m KN Mpa R j a ?=?= 极限直接抗剪强度 23/1030.030.0m KN Mpa R j j ?== 弹性模量 26/103.7500m KN R E j a ?== 拱圈设计温差为 ±15℃ 1.2.3 桥台: M5砂浆砌30号片石、块石 容重36/23m KN =γ 极限抗压强度 23/105.2m KN R j a ?= 极限直接抗剪强度 23/1024.0m KN R j j ?= 基础为15号片石混凝土 37/24m KN =γ 台后填砾石土，夯实。 内摩擦角 ?=35? 填土容重 38/18m KN =γ 1.3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《通规》； (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，《规范》； (3)《公路设计手册-拱桥》上下册，人民交通出版社，1978。简称《拱桥》。 YTHG波纹钢拱桥 ---结构受力计算书 益通管业股份 波纹钢拱桥涵计算书 参考依据： 本计算书依据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60—2004）、交通部《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)、《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283—1999)、《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04—2007）《公路桥涵用波形钢板》（JT/T710—2008）《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》（JT/T 791—2010）.蒙《公路波纹钢管（板）桥涵设计与施工规》等规定的原则、有关规定及国外波纹管有关标准进行计算。 项目基本情况如图 本项目为跨径8000mm,矢高4000mm，拱顶半径4000mm的钢波纹板拱桥填土高度8.5-9.5m， 采用波纹剖面：波距*波高 380mm*140mm 活载：汽车I级荷载；地震加速速度峰值0.2 回填土类型：I类 回填土压实度：标准普氏密度的90%-95%； 回填土重度：γ=19KN/m3； 回填土割线模量：Es=12Mpa； 波形钢板材料：Q345，屈服强度fy=310Mpa； 波纹钢板的壁厚：T=7mm Dh=8000+147=85147mm (中性轴)； Dv=8000+147==85147mm (中性轴)； 一、保护层最小厚度（Hmm） 取下列各值中的最大值： （1）0.6m； （2)Dh 6 ( Dh Dv )0.5 =1.36m (3)0.4(Dh Dv )2=0.4m 以上数据表明，最小填土不小于1.36米，本项目填土8.5-9.5米，满足要求二、恒载推力T D 0.5(1.00.1)D s T C W =-=958.85KN/m 回填土重量 W =A f ﹒γ﹒D ﹒(H +0.1075D ) =1606.74KN/m 2 其中：f A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数；可按规选用1.2； γ ——土的容重（kN/m 3）； H ——波纹钢板桥涵顶部填土高度（m ）； D ——跨径（m ）。 刚度系数 1000C s v s E D EA ==0.0539 其中： A ——单位长度的波纹钢板截面积（mm 2/mm ）；按壁厚7mm ，查表得A 为9.08mm 2/mm ， ,s E E ——波纹钢板材和土体的弹性模量200000和12(MPa)； 表1 f A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数表 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=,6 100=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1-1 1.2.1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 目录 目录 ............................................................................................................................................. I 第一章前言 .. (1) 第二章基本设计资料及技术指标 (1) 2.1设计依据 (1) 2.2工程地质条件与评价 (1) 2.2.1 地形地貌 (1) 2.2.2 地基土的构成及工程特性 (1) 2.2.3水文地质条件 (1) 2.2.4不良地质现象及地质灾害 (1) 2.3主要技术标准 (2) 第三章桥梁结构设计方案比选 (3) 3.1设计要求 (3) 3.1.1设计标准及要求 (3) 3.1.2主要技术规范 (3) 3.2.桥型的方案比选 (3) 3.2.1桥型选取的原则 (3) 3.2.2入选方案 (3) 3.3.3 推荐方案说明 (9) 第四章模型设计及计算 (11) 4.1 桥型与孔跨布置 (11) 4.2主要技术标准及设计采用规范 (11) 4.2.1主要技术标准 (11) 4.2.2设计采用规范 (11) 4.3桥梁结构设计说明 (12) 4.3.1上部结构设计说明 (12) 4.3.2下部结构设计说明 (12) 4.4桥面工程及其它 (12) 4.5桥梁结构分析方法 (13) 4.5.2荷载内力组合 (13) 4.6主要建筑材料 (13) 第五章上部结构计算 (15) 5.1 桥梁的总体布置 (15) 5.2 桥底标高 (15) 5.3 拱肋刚度的取值： (15) 5.4 毛截面几何特征计算 (16) 5.5 拱肋承载力计算： (17) 5.6 拱肋稳定系数计算 (18) 5.7 作用组合 (18) 5.8 横梁的计算 (19) 5.8.1按平面静力计算 (19) 5.9 建立全桥模型 (20) 5.9.1 建立主拱圈模型 (21) 5.9.2 矢跨比 (22) 5.9.3 拱顶和拱脚高度 (22) 5.10 全桥模型的建立 (23) 5.11 辽河大桥静力特性分析 (26) 5.11.1活载作用下主拱内力及应力 (26) 5.12 辽河大桥动力特性分析 (32) 5.12.1动力特性的分析方法 (32) 5.13 全桥验算 (33) 5.13.1 稳定性验算 (33) 第六章施工阶段分析 (36) 6.1 加工阶段介绍 (36) 6.2 施工计算中的钢材应力标准: (36) 6.3 施工中关键问题在施工计算中的考虑 (36) 第七章下部结构计算 (38) 7.1 埋置式桥台设计 (38) 2 主梁内力计算 2.1恒载内力计算 2.1.1桥面铺装 桥面铺装为： m KN /203.84259.1010.0259.102 ) 318.010.0(=??+??+； 为简化计算，将桥面铺装的重力平均分配给各主梁，得： m KN g /841.165/203.742==; 2.1.2防撞墙 单边防撞墙横截面面积： 2390.0044.0109.0114.0123.02 .022.045.02 263 .022.0321.0245.0263.0274.045.0m =+++=?+?++?++ ?= 防撞墙重力为：m KN /500.19225390.0=?? 平均分配给各主梁：m KN g /900.35/500.192 ==' 2.1.3横隔板重力 根据结构尺寸，一块预制横隔板的体积为： 30996.0.006.12.02 ) 44.050.0(m =??+ 横隔板截面图 3 中主梁有6块横隔板预制块，而边主梁有3块横隔板预制块，可将其产生的重力沿主梁纵向均匀分摊，则： 边主梁横隔板产生的重力为：m KN g /75.096.9/250996.031 =??='边； 中主梁横隔板产生的重力为：m KN g /50.196.9/250996.061 =??='中； 2.1.4主梁重力 主梁的横截面积： 35944.09.026.0206.12 ) 20.014.0(m =?+??+； 则主梁产生的重力为：m KN g /86.14255944.01=?=； 一期恒载作用下总重力为： 中主梁：m KN g g g /36.1650.186.141 11=+='+=中恒中 边主梁：m KN g g g /61.1575.086.14111=+='+=边恒边 二期恒载作用下总重力为： m KN g g g /741.20900.3841.16222=+='+=恒 横载总重力： 中主梁：m KN g g g /101.37741.2036.1621=+=+=恒中恒中恒中 边主梁：m KN g g g /351.36741.2061.1521=+=+=恒边恒边恒边 2.1.5、根据4中总的恒载集度可计算出恒载内力见表1： 2.2活载内力计算 2.2.1 主梁横向分布系数计算 （1）、支点处采用杠杆法，由对称可知只需计算1，2，3号梁。 由下图可知各号梁在支点截面处的横向分布系数： 对于1号梁：702.02/)324.0080.1(01=+=q m ； 对于2号梁：849.02/)454.0.000.1244.0(02=++=q m ； 对于3号梁：849.02/)454.0000.1244.0(03=++=q m ； 目录 1 编制依据 (1) 2工程概况 (1) 3 支架方案 (1) 3.1支架结构 (1) 3.2满堂碗扣支架部分计算 (2) 3.2.1计算参数 (2) 3.2.2模板面板计算 (4) 3.2.3支撑木方的计算 (5) 3.2.4 托梁的计算 (5) 3.2.5立杆的稳定性计算 (7) 3.2.6 基础承载力计算 (8) 3.3 门式支架计算 (11) 3.3.1 跨度5米钢梁计算 (11) 3.3.2 跨度3.5米钢梁计算 (14) 3.3.3 立柱的稳定性计算 (15) 3.3.4 基础承载力计算 (16) 3.4拱肋支架布置 (16) 系杆拱桥支架计算书 1 编制依据 1、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号 2、《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005 3、《无砟轨道1-44.5m简支拱》 4、现场调查情况。 2工程概况 （1-44.5米）简支拱桥横跨××市南外环线，紧邻既有××线。地层自上到下主要为素填土、粉土、细砂、黏土、粉质黏土。下部构造采用24根直径1.5m钻孔桩基础，桩长分别为49m，50m，承台为15.5×10.6×3m两个，上设台身。上部构造为拱梁组合体系，系梁采用双主梁的纵横梁体系，主纵梁梁高1.8m，高跨比1/24.72m，梁宽1.4m，在端部加厚至2.4m，桥面板厚0.3m，端横梁梁高1.8m，宽2.25m。中间横梁高1.8m，宽0.35m，端次横梁高1.8m，宽0.45m，设二道小纵梁，位于线路中心处，小纵梁高1.8m，宽0.3m。系梁梁体有纵、横向预应力体系，系杆拱跨径为44.5m。 拱肋采用圆端形钢管混凝土结构，不设横撑，中间拱肋为高0.9m ，宽1.5m的等截面；连接拱脚部分的拱肋截面从高0.9m，宽1.5m逐渐变化为高1.4m，宽2.0m。拱肋壁厚16mm，内填充C50补偿收缩混凝土，两拱脚之间净宽10.2m；拱轴线为二次抛物线。矢高f= 7.417m，失跨比1/6，设置吊杆，吊杆间距5m，共7×2根吊杆，桥面板搁置在横梁上。 3 支架方案 本桥梁部采用支架现浇法施工，先梁后拱。在行车道采用门式支架；支架采用18根Φ630-12mm的钢管墩，中间支墩上横向设3根40c的工字钢作为横梁，横向跨度3.5米，纵向在横向工字钢上设40c工字钢间距0.7m, 支墩纵桥向跨度为5米，剩余两侧部分采用碗扣式满堂支架。 3.1支架结构 3.1.1系杆拱中间系梁支架(主车道)采用2-5m门式支架，基础直接在既有沥青混凝土路面上浇注钢筋混凝土，龙门立柱采用薄壁钢管，立柱上用工字钢作为横梁，横梁与立柱、立柱与基础预埋件均以焊接形式连接，横梁上0.7m等距设置纵梁，纵梁上安放纵横两层方木。钢筋混凝土基础采用厚1.0m,宽1.0m条形钢筋混凝土基础，每根立柱底面混凝土面积按3.5m2计算。 16m空腹式拱桥 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=16.4637m f=f0+d/2-dcosΨj/2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.3488 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=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 木叶乡桥 结构设计计算书设计阶段施工图部位拱圈、基础审核人 校核人 计算人 2017年11月 目录 一、工程概况 (1) 二、计算内容 (1) 三、基本设计资料 (1) 四、地质、水文资料 (2) 1、地形地貌 (2) 2、地基岩土得构成 (2) 3、地下水 (3) 4、不良地质作用 (3) 5、建议 (4) 五、计算程序 (5) 六、说明 (5) 1、拱圈结构验算 (5) 2、地基承载力、基础稳定性验算 (11) 一、工程概况 本桥为酉阳县木叶乡易地扶贫搬迁集中安置片区内得一座景观桥,就是小区工程得一部分,主要用于小区内日常通行与消防通行。桥梁基本尺寸与外观由景观设计人员结合小区总体情况进行拟定后,我们对此桥进行了桥梁结构设计。 本桥上部构造为:跨径16m上承式钢筋混凝土实腹拱桥,净矢高为3、2m,净矢跨比采用1/5。拱圈截面高度为0、6m,横桥向宽度为9m,为实体矩形现浇混凝土板拱。拱圈与拱脚处为铰接,为两铰拱。拱桥采用填料式拱上建筑,填料为石灰粉煤灰碎石,比例为6:14:80。为保证桥梁美观及运行得舒适性要求,桥梁不设置伸缩装置。 二、计算内容 拱圈结构验算,地基承载力、基础稳定性验算,按极限状态法设计。 三、基本设计资料 1、设计荷载: (1) 永久荷载: 恒载:片石混凝土容重25KN/m3,钢筋混凝土容重26KN/m3,人行道石栏杆2、6KN/m, 沥青混凝土铺装24KN/m3。 ●基础变位作用:不均匀沉降0、01m。 (2)可变荷载: ●车道荷载:按双向二车道加载,荷载采用:城市B级,车道荷载见规范。 ●人群荷载: 3、0kN/m2。 ●温度荷载:根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)取值。 (3)偶然荷载:地震动峰值加速度为0、10g,建筑场地为稳定得建筑场地。 2、材料性能: (一)、混凝土 拱圈采用C50混凝土,桥台、压顶梁及桥面铺装采用C30混凝土。桩基采用水下C30混凝土。侧墙采用M30浆砌片石。 拱桥满堂支架计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 满堂支架计算书 一、工程概况 1、主拱肋截面采用宽，高的单箱三室普通钢筋混凝土箱型断面，顶、底板厚度均为22cm，腹板厚度均为35cm，拱脚根部段为2m长的实体段。拱肋混凝土标号为C40，混凝土数量共计3，钢筋数量共计。 2、支架采用满堂式碗扣脚手架，平面尺寸为58m*。其立杆在桥墩处横距为60cm、纵距 60cm；其余横距为60cm、纵距为90cm、横杆步距为120cm组合形式布置纵横向均设置斜向剪力撑，以增加整个支架的稳定性。 3、拱盔采用φ48(d=）钢管，钢管壁厚不得小于 mm（+）弯制。 4、底模采用15mm竹胶板，竹胶板后背10*8木方，木方横桥向布置，布置间距30cm控制。 二、满堂支架计算书 1、支架荷载分析计算依据 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/F50-2011) 《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008） 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011） 《路桥施工计算手册》 其他现行规范。 2、荷载技术参数 a.新浇钢筋混凝土自重荷载25KN/㎡ b.振捣混凝土产生的荷载㎡（JTG_TF50-2011 公路桥涵施工技术规范P182） c.施工人员、材料、机具荷载㎡（JTG_TF50-2011 公路桥涵施工技术规范P182） d.模板、支架自重荷载㎡ e.风荷载标准值采用㎡ f.验算倾覆稳定系数2（JTG_TF50-2011 公路桥涵施工技术规范P182） 3、荷载值的确定 进行支架设计时，所采用的荷载设计值，取荷载标准值分别乘以下述相应的荷载分项系数，然后组合而得； 16m空腹式拱桥计算书 16m空腹式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, cosΨ=0.83811 j 2、主拱圈的计算跨径和矢高 L=l0+dsinΨj=16+0.85*0.54551=16.4637m f=f0+d/2-dcosΨ /2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.3488 j 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=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 景观桥 结构设计计算书 设计阶段施工图部位拱圈、基础审核人 校核人 计算人 2010年2月 目录 一、工程概况 (1) 二、计算内容 (1) 三、基本设计资料 (1) 四、地质、水文资料 (2) 1、地形地貌 (2) 2、地基岩土的构成 (2) 3、地下水 (3) 4、场地及地基条件综合评价 (3) 5、建议 (4) 五、计算程序 (5) 六、说明 (5) 1、拱圈结构验算 (5) 2、地基承载力、基础稳定性验算 (11) 一、工程概况 本桥为小区内的一座景观桥，是小区工程的一部分，主要用于小区内日常通行和消防通行。桥梁基本尺寸和外观由景观设计人员结合小区总体情况进行拟定后，我们对此桥进行了桥梁结构设计。 本桥为一座一跨14米的钢筋混凝土板拱桥。桥梁横断面布置则为：2x0.4m栏杆+2x1.5m人行道+2x4.5m车行道=12.8m。桥梁拱圈采用等截面钢筋混凝土圆弧拱，拱圈外半径为9.1m，内半径为8.7m，拱圈夹角为105.29°。拱圈中心线矢高3.5m，跨径14.15m，矢跨比为1/4.04。拱圈采用等截面，截面高0.4m，宽12.8m。桥台采用重力式桥台，桥台台身长12.8m。基础为浅基础，基础长13.8m。桥梁轴线按道路线型近似取值进行设计，桥梁正交。 二、计算内容 拱圈结构验算，地基承载力、基础稳定性验算，按极限状态法设计。 三、基本设计资料 1、设计荷载： (1) 永久荷载： ●恒载：片石混凝土容重25KN/m3，钢筋混凝土容重26KN/m3，人行道石栏杆 2.6KN/m，沥青混凝土铺装24KN/m3。 ●基础变位作用：不均匀沉降0.01m。 (2)可变荷载： ●车道荷载：按双向二车道加载，荷载采用：公路-Ⅱ级，车道荷载见规范。 ●人群荷载： 3.0kN/m2。 ●温度荷载：根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）取值。 (3)偶然荷载：地震动峰值加速度为0.10g，建筑场地为稳定的建筑场地。 2、材料性能： 1) 拱圈、拱座采用C35混凝土。其轴心抗压强度设计值为fcd=16.1MPa，轴心抗拉强度设 计值为ftd=1.52 MPa，弹性模量为Ec=3.15×104 MPa。 2) 挡板压顶、侧墙压顶、栏杆基座、栏杆立柱灌浆采用C25混凝土；其轴心抗压强度设计值 为fcd=11.5MPa，轴心抗拉强度设计值为ftd=1.23 MPa，弹性模量为Ec=2.80×104 MPa。 3) 桥台台身、基础、侧墙、挡板采用C25片石混凝土，其中混凝土轴心抗压强度设计值为 fcd=11.5Mpa，轴心抗拉强度设计值为ftd=1.23 Mpa，弹性模量为Ec=2.80×104Mpa； 片石采用MU40片石，片石含量不多于总体积的20％。 1下承式拱桥设计计算书
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