橋梁工程課程設(shè)計(jì)-- 空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《橋梁工程》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　(交通工程專業(yè)用)</b></p><p>　　專 業(yè)： 交通工程 </p><p>　　班級學(xué)號： &

2、lt;/p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　學(xué) 期：2010-2011第二學(xué)期 </p><p><b>　　二O一一年六月</b></p><p>　　橋梁工程課程設(shè)計(jì)─────<

3、;/p><p>　　橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</b></p&g

4、t;<p>　　設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載 公路－I 級， 人群荷載3.5kN/m2</p><p>　　橋面凈空 凈－8+2×(0.75m+0.25 m)人行道+安全帶</p><p>　　凈跨徑 L0＝50ｍ</p><p>　　凈高 f0＝10m </p><p>　　凈跨比f0/L0＝1/5</p>&

5、lt;p>　　2．材料數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)布置要求</p><p>　　拱頂填料平均厚度(包括路面，以下稱路面)hd＝0.5m，材料容重γ1＝22.0kN/m3</p><p>　　主拱圈材料容重(包括橫隔板、施工超重)γ2＝25.0kN/m3</p><p>　　拱上立柱（墻）材料容重γ2＝25kN/m3</p><p>　　腹孔拱圈材料容重γ

6、3＝23kＮ/m3 腹孔拱上填料容重γ4＝22kN/m3</p><p>　　主拱圈實(shí)腹段填料容重γ1＝22kN/m3 </p><p>　　人行道板及欄桿重52.0KN/m</p><p><b>　　混凝土材料：</b></p><p>　　強(qiáng)度等級為C30，主要指標(biāo)為：</p><p>

7、;　　強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck=20.1Mpa，ftk=2.01Mpa</p><p>　　強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=13.8Mpa，ftd=1.39Mpa</p><p>　　彈性模量 Ec=3.0x10^4Mpa</p><p><b>　　普通鋼筋</b></p><p>　　1）縱向抗拉普通鋼筋采用HRB400鋼筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為

8、：</p><p>　　強(qiáng)度抗拉標(biāo)準(zhǔn)值：fsk=400Mpa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fsd=330Mpa</p><p>　　彈性模量 Es=2.0x10^5Mpa</p><p>　　相對界限受壓高度 ζb=0.53，ζb=0.1985</p><p>　　箍筋幾構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋，其強(qiáng)度

9、指標(biāo)為：</p><p>　　強(qiáng)度抗拉標(biāo)準(zhǔn)值：fsk=335Mpa</p><p>　　抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fsd=280Mpa</p><p>　　彈性模量 Es=2.0x10^5Mpa</p><p>　　本橋采用支架現(xiàn)澆施工方法。主拱圈為單箱六室截面，由現(xiàn)澆C30混凝土澆筑而成。拱上建筑采用圓弧腹拱形式。拱上建筑可采用簡支板式或圓弧拱式，

10、凈跨為5~7m，拱腳至拱頂布置4~6跨 (主拱圈的具體幾何尺寸參照指導(dǎo)書實(shí)例修改自定)。</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)</b></p><p>　　交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60－2004) 交通人民出版社</p><p>　　交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62－2

11、004) 交通人民出版社</p><p>　　交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D61-2005) 交通人民出版社</p><p>　　《公路設(shè)計(jì)手冊-拱橋(上)》 人民交通出版社，2000.7</p><p><b>　　三．課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p>　　1．確定主拱圈截面構(gòu)造尺寸，計(jì)算拱圈

12、截面的幾何、物理力學(xué)特征值；</p><p>　　2．確定主拱圈拱軸系數(shù)m及拱上建筑的構(gòu)造布置和幾何構(gòu)造尺寸；</p><p><b>　　3．計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載；</b></p><p>　　4．計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力(永久作用、可變作用)；</p><p>　　5．溫度變化、混泥土收縮徐變引起的內(nèi)力；</p><

13、p>　　6．主拱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算；</p><p>　　7．拱上立柱（墻）的內(nèi)力、強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算；</p><p>　　8．繪制1～2張相關(guān)施工圖。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)成果</b></p><p>　　1、空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設(shè)計(jì)計(jì)算書</p><p>　　2、空

14、腹式等截面懸鏈線無鉸拱設(shè)計(jì)縱斷面施工圖</p><p>　　3、空腹式等截面懸鏈線無鉸拱設(shè)計(jì)橫斷面施工圖</p><p>　　一、主拱圈截面幾何要素的計(jì)算</p><p>　　(一)主拱圈橫截面設(shè)計(jì)</p><p>　　拱圈截面高度按經(jīng)驗(yàn)公式估算</p><p>　　H= l0/100 + h0 =50/100+0.6

15、=1.1m </p><p>　　拱圈由六個(gè)各為1.5m寬的拱箱組成，全寬B0=9.0m。</p><p>　　拱圈橫斷面的構(gòu)造如圖1所示。</p><p>　　箱形拱圈截面幾何性質(zhì)</p><p>　　截面簡化圖：（圖二）</p><p>　　截面積： A=(1.5×1.1-1.1×0.68181

16、8) ×6=5.400m2</p><p>　　繞箱底邊緣的靜面矩：</p><p>　　S=（1.5*1.1*0.55-1.1*0.681818*0.55）*6=2.970m3</p><p><b>　　主拱圈截面重心軸：</b></p><p>　　y下=S/A=0.55m y上=1.1-0.55=0.

17、55 m</p><p>　　主拱圈截面繞重心軸的慣性矩：</p><p>　　Ix=6*（1.5*1.1^3/12-1.1*0.681818^3/12）=0.8239 m2</p><p>　　拱圈截面繞重心軸的回轉(zhuǎn)半徑： (0.8239/5.4)1/2=0.3906 m</p><p><b>　　二、確定拱軸系數(shù)</b&

18、gt;</p><p>　　(一)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造布置如圖3所示。</p><p>　　1.主拱圈 </p><p>　　假定m=2.514，相應(yīng)的，f0/l0=1/5，查《拱橋》(上冊)表(III)-20(7)得：</p><p&g

19、t;　　sinφj =0.69198，cosφj=0.72191，φj=43?47'13"</p><p>　　拱圈的計(jì)算跨徑和計(jì)算矢高：</p><p>　　l=l0+2y下sinφj=50+2*0.69198*0.55=50.7612 m </p><p>　　f =f0+y下(1-cosφj) =10+0.55*(1-0.72191)

20、=10.1529 m</p><p>　　拱腳截面的水平投影和豎向投影 x=Hsinφj=0.761 m y=Hcosφj=0.794 m</p><p>　　將拱軸沿跨徑48等分，每等分長Δl=l/48=1.0575 m，每等分點(diǎn)拱軸線的縱坐標(biāo)</p><p>　　y1=[表(III)-1值]×f，相應(yīng)的拱背曲面坐標(biāo)y'1=y1y上/co

21、sφ，拱腹曲面坐標(biāo)y"1=y1+y下/cosφ。</p><p><b>　　2.拱上腹孔布置</b></p><p>　　從主拱兩端起拱線起向外延伸后向跨中對稱布置三對圓弧小拱，腹拱圈厚d`=0.4m，凈跨徑l'0=5m，凈矢高f'0=0.5m，座落在寬為 0.8m的鋼筋混凝土排架式腹拱墩支承的寬為 0.8m的鋼筋混凝土蓋梁上。腹拱拱頂?shù)墓?/p>

22、背和主拱拱頂?shù)墓氨吃谕粯?biāo)高。腹拱墩墩中線的橫坐標(biāo)lx，以及各墩中線自主拱拱背到腹拱起拱線的高度 h=y1+y上×(1-1/cosφ) - (d'+f'0)，分別計(jì)算如表2</p><p><b>　　1.573</b></p><p>　　由f'0/l'0=1/10，查《拱橋》(上冊)表3-2得</p><

23、;p>　　sinφ0=0.43219，cosφ0=0.90178，φ0=25?36'24"</p><p>　　腹拱拱腳的水平投影和豎向投影</p><p>　　x'=d'×sinφ0=0.4×0.0.43219=0.1729 m； y'=d'×cosφ0=0.4×0.0.90178=0.360

24、7m</p><p><b>　　三、結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算</b></p><p>　?。ㄒ唬└鞑糠趾爿d重力</p><p><b>　　1、腹拱各部分重力</b></p><p><b>　　腹拱數(shù)據(jù)</b></p><p>　　由f'0/l'

25、0=1/10 腹拱內(nèi)弧半徑 R=6.5 m ， </p><p>　　拱軸線長度 s=5.81 m ，s`=5.99 m</p><p>　　一個(gè)腹拱圈上填料面積 A=0.9</p><p><b>　　一孔腹拱重力 </b></p><p>　　[5.99*0.4*23*9+（5+0.1729*2）*0.

26、5*22*8++0.9*22*9+（5+0.1729*2）*52=1422.584KN</p><p>　　2、橫墻頂填料、路面重力</p><p>　　1號、2號、3號橫墻 </p><p>　　G2=[0.4542*0.5393*22*9+0.4542*0.5*22*8+0.4542*52]=112.088 KN</p><p>&l

27、t;b>　　3、橫墻墩帽重力</b></p><p>　　1號、2號、3號橫墻 </p><p>　　G3=[(0.4542+0.8)/2*0.3607+0.8*0.1]*9*23+0.6*0.2*23=88.222 KN</p><p><b>　　4、橫墻重力</b></p><p>　　1號橫墻

28、 , 2號橫墻 ,3號橫墻 的重力在表二計(jì)算。</p><p><b>　　5、橫墻壓力</b></p><p>　　P1=G1+G2+P墻1 =2421.5701 KN</p><p>　　P2=G1+G2+P墻2 =1908.1938 KN</p><p>　　P3=P墻3 =716.7758 KN </p

29、><p>　　6、拱頂實(shí)腹段路面重力 P4 = 8.988*0.5*8*22+8.988*52 = 1357.188 KN</p><p>　　7、拱頂實(shí)腹段填料重力 P5 = 1/3*0.9823*8.988*9*22 = 582.708 KN</p><p>　　作力點(diǎn)距離拱頂 8.988*（3/4） = 6.741 KN</p><

30、;p>　?。ǘ?yàn)算壓力線同拱軸線的重合度</p><p>　　以拱腳為固定端，拱頂為懸臂端，計(jì)算半跨拱各部分重力對L/4和拱腳的力矩。</p><p>　　主拱圈重力對L/4和拱腳的垂直截面剪力和彎矩，查附錄表（Ⅲ）-19計(jì)算，得</p><p>　　0.25494*25*50.7612*5.4 = 1747.043 KN</p><p&

31、gt;　　0.12619*5.4*25*50.7612^2/4 = 10973.9.74 KN·M</p><p>　　0.55235*5.44*25*50.7612=3785.123 KN</p><p>　　0.52328*5.4*25*50.7612^2/4=45506.3155 KN·M</p><p>　　其余各力對L/4和拱腳彎矩&l

32、t;/p><p>　　拱腳彎矩 83697.5117+45506.3155=129203.827 KN.m</p><p>　　L/4處彎矩 17182.3426+10973.9374=28156.28 KN.m</p><p><b>　　根據(jù)判別條件，得</b></p><p>　　（與選用的拱軸系數(shù)相符）<

33、/p><p>　　按無矩法計(jì)算，不計(jì)彈性壓縮恒載水平推力</p><p><b>　　腹拱推力</b></p><p>　　靠近主拱拱頂一側(cè)的腹拱，一般多做成兩平鉸拱，在較大的恒載作用下和考慮到周圍的填料等構(gòu)造的作用，可以折中地按無鉸圓弧拱計(jì)算其推力，而不計(jì)彎矩的影響。</p><p><b>　　腹拱拱腳的水平推

34、力</b></p><p>　　F=(C1g1+C2g2+C3g3)RB0</p><p>　　式中 g1=γ1hd=22×0.5=11kN/m2</p><p>　　g2=γ2{(R+d'/2)- [(R+d'/2)2-l2/4]½}</p><p>　　=23×{(6.5+0.4

35、0/2)-[(6.5+0.40/2)2-5.17292/4] ½}=11.9453kN/m2</p><p>　　g3=γ3d'=23×0.40=9.20kN/m2</p><p>　　由f0/l'0=1/10和b=I/AR2=0.000316查《拱橋》(上冊)表(I)-4得</p><p>　　C1=0.6103，C2=0.08

36、473， C3=0.6170</p><p>　　F=(0.6103×11+0.08473×11.9453+0.6170×9.20) ×6.5×9.0=849.609kN</p><p>　　四.拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)</p><p>　　1.彈性中心 ys=[表(III)-3值]×f =0.336

37、314×10.1529=3.4146m2</p><p>　　彈性壓縮系數(shù) γ2w/f 2=(0.3906/10.1529)2=0.00148</p><p>　　1=[表(III)-9值]×γ2w/f 2 =11.0896×0.00148=0.01641</p><p>　　=[表(III)-11值]×γ2w/f 2

38、=9.16703×0.00148=0.01357</p><p>　　1/(1+)=0.01619</p><p>　　五.主拱圈截面內(nèi)力驗(yàn)算</p><p>　　(一)結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　(1)假載內(nèi)力</b></p><p><b>　　a.求假載

39、</b></p><p>　　由式 (∑M¼+qxl2/32)/(∑Mj + qxl2/ 8)=0.2415 得：</p><p>　　qx=(∑M¼-0.0.215×∑Mj)/(0.215/8-1/32)l2=-24.0113kN/m</p><p><b>　　b.假載內(nèi)力</b></p&g

40、t;<p>　　假載qx產(chǎn)生的內(nèi)力可以將其直接布置在內(nèi)力影響線上求得。不考慮彈性壓縮的假載內(nèi)力。</p><p>　　c.計(jì)入彈性壓縮的假載內(nèi)力</p><p>　　計(jì)入彈性壓縮的假載內(nèi)力計(jì)算。</p><p>　　(2)“拱軸線恒載”內(nèi)力</p><p><b>　　a.推力</b></p>

41、<p>　　Hg=(∑Mj+qxl2/8)/f=(129203.827-24.0113×50.76122/8)/10.1529=11964.0782kN</p><p>　　b.考慮彈性壓縮的內(nèi)力</p><p>　　考慮彈性壓縮的“拱軸線恒載”內(nèi)。</p><p>　　(3)考慮確定m系數(shù)偏差影響的恒載內(nèi)力</p><p&

42、gt;　　考慮m系數(shù)偏差影響的恒載內(nèi)力等于“拱軸線m的恒載”內(nèi)力減去“假載”的內(nèi)力，計(jì)算結(jié)果。</p><p>　　2.“恒載壓力線”偏離拱軸線的影響</p><p>　　“恒載壓力線”(指空腹式無鉸拱橋不考慮拱軸線的偏離和恒載彈性壓縮影響的恒載壓力線，也就是人們所說的“三鉸拱恒載壓力線”)與拱軸線在“五點(diǎn)”以外的偏離影響可以用一般力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算。</p><p>

43、;　　(1)“恒載壓力線”偏離拱軸線的偏離彎矩Mp</p><p>　　計(jì)算恒載偏離彎矩Mp，首先要計(jì)算出橋跨結(jié)構(gòu)沿跨徑各等分段的分塊恒載對各截面的力矩，再算各截面壓力線的縱坐標(biāo)，然后才能求得Mp。下面按主拱圈、拱上實(shí)腹段和各集中力三部分計(jì)算各分塊恒載對各截面的力矩。 </p><p>　　a.主拱圈自重對各截面產(chǎn)生的力矩Ml(圖14)</p><p>　　在這里，

44、對于所要求的每一等分點(diǎn)而言，積分上限ξ為常數(shù)，并不計(jì)等式前面的負(fù)號，則上式為：</p><p>　　式中：可根據(jù)ξ值從《拱橋(例集)》附表1-1查得；</p><p>　　可根據(jù)ξ值從《拱橋(例集)》附表1-2查得</p><p>　　主拱圈對各截面的力矩M1的值。</p><p>　　b.拱上實(shí)腹段恒載對各截面產(chǎn)生的彎矩M2</p&g

45、t;<p>　　計(jì)算拱上實(shí)腹段的恒載時(shí)，必須將拱頂填料及面層的矩形板塊和其下面的懸鏈線曲邊三角形塊分開才能準(zhǔn)確計(jì)算，否則只能是近似的。</p><p>　　c.各集中力對各截面的力矩M3</p><p>　　拱上空腹段的腹孔和橫隔板等各集中力及其相應(yīng)的橫坐標(biāo)lx。在前面已經(jīng)求出，各豎向集中力到截面的力臂a=l·ξi/2-lx(取a>0)，產(chǎn)生的力矩M'

46、3=Pa；腹拱水平推力H'g作用在第7與第8截面之間，對0~7截面產(chǎn)生的力矩M"3=H'g(y1-e)。具體計(jì)算見表11。</p><p>　　d.計(jì)算偏離彎矩Mp</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)恒載對拱圈各截面重心的彎矩： Mi=M1+M2+M3</p><p>　　壓力線的縱坐標(biāo)： yi=Mi/Hg</p><

47、;p>　　式中，Hg為不計(jì)彈性壓縮的恒載水平推力： Hg=∑Mj/f=12725.8051kN</p><p>　　各截面上“恒載壓力線”偏離拱軸線的值： Δy=y1-yi</p><p><b>　　偏離彎矩具體數(shù)值。</b></p><p>　　(2)偏離彎矩Mp在彈性中心產(chǎn)生的贅余力</p><p>

48、<b>　　贅余力各項(xiàng)的計(jì)算。</b></p><p>　　ΔX1=-238.6647kN·m</p><p>　　ΔX2=-59.1979kN</p><p>　　(3)“恒載壓力線”偏離拱軸線的附加內(nèi)力</p><p>　　“恒載壓力線”偏離拱軸線在拱圈任意截面中產(chǎn)生的附加內(nèi)力為</p>&l

49、t;p>　　ΔM=ΔX1-ΔX2 (ys-y1)+Mp； ΔN=ΔX2cosφ；ΔQ=ΔX2sinφ</p><p>　　拱頂、l/4截面、拱腳三個(gè)截面的附加內(nèi)力。</p><p>　　(4)空腹式無鉸拱的恒載壓力線</p><p>　　空腹式無鉸拱橋在恒載作用下考慮壓力線與拱軸線的偏離以及恒載彈性壓縮的影響之后，拱中任意截面存在三個(gè)內(nèi)力</p>

50、<p>　　Mg=[1Hg/(1+)-ΔX2](ys-y1)+ ΔX1+Mp；Ng=Hg/cosφ- [1Hg/(1+)-ΔX2]cosφ</p><p>　　Qg=[1Hg/(1+)-ΔX2] sinφ</p><p>　　這三個(gè)力的合力作用點(diǎn)的偏心距為： ei=Mg/Ng</p><p>　　所以，空腹式無鉸拱橋恒載壓力線的縱坐標(biāo)：

51、 y=y1-ei/cosφ</p><p>　　空腹式無鉸拱恒載壓力線的縱坐標(biāo)值。</p><p>　　3.空腹無鉸拱的實(shí)際恒載內(nèi)力</p><p>　　空腹式無鉸拱的實(shí)際恒載內(nèi)力等于計(jì)人拱軸系數(shù)m的偏差影響的內(nèi)力與“壓力線”及拱軸線偏離的附加內(nèi)力之和，其結(jié)果見表。</p><p><b>　　(二)活載內(nèi)力計(jì)算</b&g

52、t;</p><p>　　1.汽車-A級和人群荷載內(nèi)力</p><p>　　車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qM采用10.5KN/m，計(jì)算剪力時(shí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qQ采用15.0KN/m，所加集中力荷載P采用300KN</p><p>　　人群荷載 K2=2·b·g人=2×0.75×3.5=5.25kN</p>

53、<p>　　不計(jì)彈性壓縮的汽車-A級及人群荷載內(nèi)力見表。</p><p>　　計(jì)人彈性壓縮的汽車-A級及人群荷載內(nèi)力見表。</p><p>　　五、溫度變化、混凝土收縮徐變引起的內(nèi)力</p><p>　?。ㄒ唬囟茸兓突炷潦湛s內(nèi)力</p><p>　　1、月平均最高氣溫 37℃ ； 月平均最低氣溫 3℃ ； &l

54、t;/p><p>　　拱圈合攏溫度 15℃</p><p>　　規(guī)范規(guī)定，考慮混凝土徐變影響，溫度變化內(nèi)力應(yīng)乘以折減系數(shù)0.7。</p><p>　　溫度升高值 =（37℃-15℃）0.7=15.4℃； 溫降值 =（3℃-15℃）0.7=-8.4℃</p><p>　　主拱圈分5段預(yù)制，然后吊裝合攏成拱，因此混凝土收縮內(nèi)力按溫降8℃考慮。

55、規(guī)范規(guī)定，考慮混凝土徐變影響，拱圈混凝土的收縮內(nèi)力應(yīng)乘以折減系數(shù)0.45.</p><p>　　=-8℃0.45=-3.6℃</p><p><b>　　2、內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　單位溫變引起彈性中心的贅余力</p><p>　　拱圈采用30號混凝土，彈性模量</p><p>　　

56、（六）主拱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算</p><p>　　根據(jù)橋規(guī)(JTJ D60-2004)的規(guī)定，構(gòu)件按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的原則是：荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值。即</p><p>　　式中： ---------承載能力極限狀態(tài)下作用幾本基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　---------結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對于公路-Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)

57、采用1.1的安全系數(shù)；</p><p>　　---------第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，按照J(rèn)TGD60-2004的表4.1.6采用；</p><p>　　---------第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；</p><p>　　---------汽車荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取用1.4；</p><p>　　---------汽車荷載效應(yīng)的標(biāo)

58、準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；</p><p>　　---------在作用效應(yīng)組合中除去汽車荷載效應(yīng)和風(fēng)荷載以外的其他第i個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取用1.4</p><p>　　---------在作用效應(yīng)組合中除去汽車荷載效應(yīng)外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；</p><p>　　---------在作用效應(yīng)組合中，除汽車荷載效應(yīng)外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，當(dāng)永

59、久作用與汽車荷載和人群荷載組合時(shí)，人群荷載的組合系數(shù)取=0.80，,當(dāng)除汽車荷載外尚有兩種其他可變作用參與組合時(shí)，=0.70；以此類推。</p><p>　　(一)正截面受壓強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p><b>　　1.荷載組合</b></p><p>　　根據(jù)橋規(guī)(JTJ D60-2004))的規(guī)定，本設(shè)計(jì)得如下兩種組合：</p>

60、<p>　　每種荷載組合的設(shè)計(jì)值見表。 </p><p><b>　　荷載組合計(jì)算表 </b></p><p>　　注：荷載安全系數(shù)的取值：結(jié)構(gòu)自重彎矩與汽車荷載彎矩同號時(shí)恒載系數(shù)取1.2，異號時(shí)取0.9，其余荷載系數(shù)取值見表中。</p><p><b>　　2.拱圈截面抗力<

61、/b></p><p>　　主拱圈為30號鋼筋混凝土，抗壓極限強(qiáng)度Rja=21MPa，安全系數(shù)γm=1.54，根據(jù)橋規(guī)(JTG D60-2004)規(guī)定，拱圈截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值</p><p><b>　　具體數(shù)值計(jì)算見表。</b></p><p>　　注：①正彎矩的容許偏心距[e0]=0.6y上=0.6×0.55=0.33m；

62、</p><p>　?、谪?fù)彎矩的容許偏心距[e0]=0.6y下=0.6×0.55=0.33m。</p><p>　　兩個(gè)表說明，荷載效應(yīng)的最不利組合設(shè)計(jì)值Nj均小于拱圈截面抗力效應(yīng)的設(shè)計(jì)值RN，且軸向力的偏心距e0。也都小于橋規(guī)(JTG D60-2004)的規(guī)定值。</p><p>　　(二)正截面受剪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　

63、主拱圈的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)度，一般只需考慮拱腳截面。橋規(guī)(JTG D60-2004)指出，其驗(yàn)算公式為： Qj≤ARja/γm+Nj</p><p>　　式中： Qj—荷載剪力的最不利組合設(shè)計(jì)值；</p><p>　　Nj—與Qj相應(yīng)的設(shè)計(jì)值。</p><p>　　每種荷載的剪力Q和軸力N無等代荷載可查，</p><p><b>　　

64、需按下式計(jì)算：</b></p><p>　　N=Hcosj+Vsinj=0.78133H+0.62411V</p><p>　　Q=Hsinj -Vcosj =0.62411H-0.78133V</p><p>　　1.活載推力H和反力V的計(jì)算</p><p>　　由上式可知，要Q為最不利，則推力H必須為最大。Hmax和相應(yīng)的V值

65、計(jì)算如表。</p><p>　　活載推力Hmax與相應(yīng)反力V </p><p><b>　　2.徑向受剪驗(yàn)算</b></p><p>　　拱腳徑向截面面積A=6.318m2，材料抗剪極限強(qiáng)度Rjj=4.7×103kPa，受剪安全系數(shù) γm =2.31。材料的摩擦系數(shù)當(dāng)無試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，暫時(shí)可以采用實(shí)心磚實(shí)砌體的摩擦系數(shù)，即

66、 = 0.7，則上式為 Qj－0.7Nj≤ARjj/γm=6.318×4.7×103/2.31=12854.905kN</p><p>　　荷載剪力與相應(yīng)軸力及其組合的設(shè)計(jì)值以及拱圈抗剪效應(yīng)的設(shè)計(jì)值的計(jì)算見表。</p><p>　　荷載剪力與相應(yīng)軸力及其組合表 </p><p>　　上表表明，拱圈徑向抗剪的能力很大。</p&g

67、t;<p>　?。ㄈ┲鞴叭Ψ€(wěn)定性驗(yàn)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)擬采用無支架施工，拱上建筑合攏前拱的穩(wěn)定和強(qiáng)度可根據(jù)橋規(guī)(JTG D60-2004)提供的公式計(jì)算</p><p>　　Nj≤ARja/γm</p><p>　　式中： =1/{1+β(β-3)[1+1.33(e0/rw)2]}</p>&l

68、t;p>　　其中β值計(jì)算如下： </p><p>　　21.19312 m （查表得0.5759）</p><p>　　β=l0/hw=21.19312/1.1=19.266</p><p>　　β(β－3)=0.002×19.266×(19.266-3)=0.62684</p><p>　　主拱圈的穩(wěn)定