等截面悬链线圬工拱桥课程设计实例
更新时间:2023-10-08 03:06:02 阅读量: 综合文库 文档下载
等截面悬链线圬工拱桥计算
1设计资料
一. 设计资料
1.设计标准
1.1设计荷载
公路I 级,人群荷载3kN/㎡。 1.2跨径及桥宽
净跨径l0=51.4m,净失高f0?10.28m,净失跨比桥面净宽为净7+2×1.5m,B??7m。
f0?1/5。 l02.材料及其数据
2.1拱上建筑
拱顶填料厚度,hd?0.5m,包括桥面系的计算厚度为0.736m,平均重力密度
?1=20kN/m3。 2.1拱上建筑
拱顶填料厚度,hd?0.5m,包括桥面系的计算厚度为0.736m,平均重力密度
?1=20kN/m3。
拱上护拱为浆砌片石,重力密度?2?23kN/m3。 腹孔结构材料重力密度?3?24kN/m3。
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
?4=21kN/m3 2.2主拱圈
M10砂浆砌MU40块石,重力密度?3?24kN/m3。
- 1 -
轴心抗压强度设计值fcd=3.44?103kN/m2?1.2?4.12?103kN/m2。 抗剪强度设计值fvd?0.073MPa。 弹性模量Em?0.073MPa。 拱圈设计温差为?15?C
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和自
ll44??l?4。拱顶至4跨的恒载对4跨截面形心的弯矩其比值?j=f。求得f值
??l4ylyl1f(?2)2?12yl后,可由m=
4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。 3.1.1拟定上部结构尺寸 (1)主拱圈几何尺寸 1)截面特性
截面高度d=m·K·3l0?4.8?1.4?35140?115.97cm,取d=1.2m 主拱圈横桥向取1m单位宽度计算,横面面积A =0.9㎡;
13d?0.144 惯性矩I=1212截面抵抗矩W=d?0.24
12截面回转半径?w?d?0.3464 12 - 2 -
2)计算跨径和计算失高
yl4假定m=2.814,相应的f=0.21。查“拱桥”表(III)-20(8)得
sin?j=0.70097,cos?j=0.71319
计算跨径l?l0?d?sin??51.4?1.2?0.70097=52.2412
d1.2计算失高f?f0?(1?cos?j)?10.28?(1?0.71319)=10.4521
223)拱脚截面的投影
水平投影x?dsin?j?0.8411
竖向投影x?dcos?j?0.8558
4)计算主拱圈坐标(图1-1)
将拱圈沿跨径24等分,每等分长
l?l??2.1417m。以拱顶截面的形心为坐标原点,拱轴线上个截面的纵坐标
24'y1?[表(III)?1值]?f,相应拱背坐标yx?y1?d\,相应拱腹坐标y1?2cos?j
y1?d。其数值见表1?1。2cos?j 主拱圈截面坐标表 表1-1 dddy1/f y1 cos? x y1? y1?截2cos?2cos?2cos?面号 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1.0000 10.4520.71310 0.84149.61070 11.29350 25.97061 0 4 1 0.810048.4667 0.76431 0.78507.68168 9.25172 23.8064
- 3 -
2 3 4 5 8 0.647289 0.508471 0.390820 0.91988 6.7655 0.81100 5.3146 0.852338 4.0849 0.88800 9.6147 0.91782 2.1949 0.94212 1.4969 0.96137 0.9439 0.97614 0.5248 0.98696 0.2313 0.99433 0.0575 0.99860 0 1.00000 6 0.210000 7 0.143218 8 0.090308 9 0.050213 10.022130 3 10.005501 6 10 2 2 0.73983 0.70395 0.67568 0.65372 0.63686 0.62411 0.61467 0.60793 0.60342 0.60084 0.60000 6.02567 4.61065 3.40922 8.96098 1.55804 0.87279 0.32923 -0.06513 -0.37112 -0.54334 -0.60000 2 7.55533 21.64220 6.05443 19.47798 4.76058 17.31376 10.26842 15.14954 2.83176 12.98532 2.12101 10.82110 1.55857 8.65688 1.13273 0.83472 0.65834 0.60000 3.82884 4.32844 2.16422 0 注:第2栏由《拱桥》附录(III)表(III)-1查得 第4栏由《拱桥》附录(III)表(III)-20(3)查得
出现的[表(III)-?值]或[表(III)-?(?)值]均为《拱桥》下册相应表格的数值。
3.1.2上构造尺寸
1) 腹拱圈
'腹拱圈为M10号沙浆砌M30粗料石等截面圆弧拱,截面高度d?0.3m,静失高
f'?0.6m,净失跨比f'/l'?1/5。查《拱桥》上册表3-1得 sin?0?0.689655,cos?0?0.724138''x?dsin??0.2069m 水平投影
''y?dcos??0.2172m 竖向投影
2)腹拱墩
腹拱墩采用M7.5 沙浆M30块石的横墙,厚0.8m。在横墙中间留出上部为半径
- 4 -
R=0.5m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轴线之间
h?y1?横墙中线的高度
d1(1?)?(d'?f')2cos1,其计算过程及其数值见表1-2
腹拱墩高度计算表 表1-2
项目 x E k? y1? f(chk?)tg??m?1 12fkcos??shk?h 2(m?1)!tg??1 1*横墙 2*横墙 3*拱座 空实腹段分界线 23.1412 0.87008 19.3412 15.8412 15.7412 0.72263 0.58775 0.58384 1.46864 1.22155 0.99353 0.97654 7.35756 0.77435 0.78426 6.20423 3.84121 2.13687 2.05467 4.82168 0.57416 0.85543 3.06152 0.43332 0.90748 3.00445 0.41951 0.91443 注:横墙高度也可根据表1-1的有关数值内插计算得到。
3.2 恒载计算
恒载分主拱圈、拱上实腹三部分进行计算。不考虑腹拱推力和弯矩对主拱圈的影响。其计算图式见图1-2。
- 5 -
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