长安大学拱桥课程设计电子版Word格式文档下载.docx
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上部结构构造布置
上部结构构造布置如下图所示：
图上部结构构造尺寸（单位：
cm）
主拱圈
假定m=，相应的y?
/f=，f0/l0=1/4，查《拱桥》（上册）表（III）-20（6）得：
sinφj=，cosφj=，φj=50?
09'
"
主拱圈的计算跨径和计算矢高：
l=l0+2y下sinφj=85+2×
×
=
f=f0+y下（1?
cosφj）=+×
（1?
=
拱脚截面的水平投影和竖向投影
x=Hsinφj=×
y=Hcosφj=×
将拱轴沿跨径24等分，每等分长
，每等分点拱轴线的纵坐标
（其中
由拱桥（Ⅲ）-1查得）,相应的拱背曲面坐标
，拱腹曲面坐标
。
具体数值见下表：
表主拱圈几何性质表
截面号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
拱上腹孔布置
从主拱圈两端起拱线起向外延伸3m后向跨中对称布置4孔圆弧小拱，腹拱圈厚
，净跨径
，净矢高
，座落在宽为的钢筋混凝土排架式腹孔墩支撑的宽为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。
腹孔墩墩中线的横坐标
以及各墩中线自主拱拱背到腹孔起拱线的高度
，分别计算如下表：
表腹孔墩高度计算表
项目
1号立柱
2号立柱
3号横墙
4号墩拱座
空、实腹段分界线
由
，根据圆弧线拱轴方程得
sinφ0=，cosφ0=，φ0=28?
04'
20"
腹拱拱脚的水平投影和竖向投影
x'
=d'
sinφ0=×
=0.1647m；
y'
cosφ0=×
=0.3088m
上部结构恒载计算
恒载计算，首先把桥面系换算成填料厚度，然后按主拱圈、横隔板、拱上空腹段、拱上实腹端及腹拱推力共5个部分进行。
桥面系
1.桥面系
桥面系包括栏杆、人行道构造和附设的管路。
栏杆每幅长，栅板分三部分预制，如图4所示。
（1）每侧栏杆的重力
中栅×
25=
边栅2×
立柱×
中底枋×
边底枋2×
扶手×
∑=
每延米桥长的栏杆重力g=×
2/=m
（2）人行道构件（图1）
a.人行道块件，γ=25kN/m3
[×
++×
2+×
+×
]×
25×
2=m
b.人行道板，γ=24kN/m3
×
24×
c.人行道板下填砂层，γ=18kN/m3
×
18×
d.人行道块件内水管铸铁容重为m3，
水的容重为10kN/m3，水管内径为?
35cm，
外径为?
36cm。
[π×
+π×
10/4]×
e.人行道块件里填砂砾石或装电缆，γ=18kN/m3
[*π×
4]×
每延米桥长人行道构件重力∑=m
（3）拱顶填料及沥青表处面层重力
（×
25+×
23）×
12=m
以上三部分恒载由拱圈平均分担，则换算容重为γ=m3的计算平均填料厚度为：
hd=++/×
3.横隔板
横隔板的设置受箱肋接头位置的控制，必须先确定接头位置后再按箱肋轴线等弧长布置横隔板。
（1）箱肋有关几何要素
a.箱肋截面积（图5）
A'
=2×
+2×
2=
b.箱肋截面静矩
J'
3+/2
c.截面重心距箱底的距离
下=J'
/A'
d.箱肋计算跨径l'
=l0+2y'
下sinφj=85+2×
e.箱肋轴线弧长S'
'
（2）确定箱肋接头、设置横隔板
a.确定接头位置箱肋分三段吊装合拢，接头宜选在箱肋自重作用下弯矩值最小的反弯点附近，即ξ=~之间，此处相应的弧长为（图6）：
式中
值根据ξ值从《拱桥（例集）》的附表1-1内插算得。
b.布置横隔板
横隔板沿箱肋中轴线均匀设置，取板间间距Δl'
=，中段箱肋设11道横隔板，端横隔板到接头中线的距离为0.3m，则中段箱肋弧长之半为：
SII/2=×
10+2×
/2=
则接头位置刚好在ξ=处。
端段箱肋弧长SI=（S'
2SII）=端段箱肋设11道横隔板，则端横隔板距起拱面的长度为：
ΔS=×
（3）横隔板与接头加强部分的重力
横隔板厚均为0.06m。
靠拱脚的一块为实心板，其余均为空心板。
接头处两相邻横隔板之间以及拱脚截面至第一块横隔板之间的箱底板和两侧板均加厚0.10m，加强后的断面尺寸如图7所示。
a.横隔板重力
空心板
P=[×
+4×
9=
实心板
P=×
9×
b.中接头加强部分
P=[2×
24×
c.拱脚加强段
P=[×
2×
22×
d.各集中力作用线的横坐标
各集中力作用线的横坐标lx，可以根据
值从《拱桥（例集）》书后附表1查得ξ值，再由l=l'
ξ/2求得。
lx的值和各集中力分别对l/4和拱脚截面的力臂见表3。
横隔板的横坐标与力臂计算表表3
集中力
编号
Sx
=2Sx/l肋
ξ
lx=l肋ξ/2
力臂
l/4-lx
l/2-lx
1号
2号
3号
4号
5号
6号
7号
8号
9号
10号
11号
12号
13号
14号
15号
16号
0号
中接头
拱脚加强段
4.拱上空腹段
（1）腹孔上部（见图8）
腹拱圈外弧跨径l外=l?
0+2d'
sinφ0=+2×
腹拱圈内弧半径R0=l?
0/（2sinφ0）=（2×
腹拱圈重力
Pa=2φ0Rd'
γ3B0=2×
28?
π/180×
+2）×
腹拱上面的护拱重力Pb=（2sinφ0-sinφ0cosφ0-φ0）R2γ2B0=（2×
?
π/180）×
+2）2×
23×
填料及桥面系重力Pc=l外hdγ1B0=×
Pd={'
）y'
γ4+[（f'
0+d'
-y'
）γ2+hdγ1]'
）}B0={[一个腹拱总重力：
P=∑Pi=+++=
（2）腹孔下部（见图10）
盖梁重力P=[×
+4×
2]×
底梁重力P=[×
222×
1号立柱重力P=4×
2号立柱重力P=4×
号拱墙重力P=[×
+22×
（π×
1）]×
4号腹拱座重力P=+2）×
（3）腹孔集中力
P13=+++=
P14=+++=
P15=+=
P16=（3226..7536）/2+=
5.拱上实腹段（见图11）
（1）拱顶填料及桥面系重P18=lxhdγ1B0=×
（2）悬链线曲边三角形
P19=lf1（shkξ2kξ）γ2B0/[2（m21）k]=×
[2×
]
）×
式中f1=f+y上（121/cosφj）=+×
（121/=
其重心距原点（拱顶）的水平距离
ηlx=[（shkξ2kξ/2）-（chkξ21）/kξ]lx/（shkξ2kξ）==
6.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。
腹拱拱脚的水平推力
F=（C1g1+C2g2+C3g3）RB0
式中g1=γ1hd=×
=m2
g2=γ2{（R+d'
/2）2[（R+d'
/2）22l2/4]?
}
=23×
{+2）2[+2）4]?
}=m2
g3=γ3d'
=×
由f0/l'
0=1/8和b=I/AR2=查《拱桥》（上册）表（I）-4得
C1=，C2=，C3=
F=×
腹拱拱脚推力作用线的纵坐标见图12所示，其距x轴的偏心距为：
e=d'
+f0-y'
/2-y上=+腹拱推力对各截面重心产生的力矩Mi=Fx（yi2e）
6.验算拱轴系数
恒载对l/4截面和拱脚截面的力矩见表4。
由表4可知：
∑M?
/∑Mj==
该值与之差小于半级即，故可确定上面拟定的桥跨结构形式的设计拱轴系数m=。
半拱恒载对拱脚和l/4截面产生的弯矩表4
项目
集中力编号
重力（kN）
l／4截面
拱脚截面
力矩（kN·
m）
P0~12
横隔
P1~14
板及
P16
加强
P0
段
拱脚段
拱上
P13
空腹
P14
实腹
P17
P18
∑
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