拱架计算.docx
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拱架计算
1、拱架计算书
1.1设计依据
1、《务川县本桥施工图设计》；
2、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50－2011）；
3、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
4、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；
5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；
6、《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》（JTJ025-86）；
7、《装备式公路钢桥使用手册》；
8、《路桥施工计算手册》。
9、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
10、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）
11、《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）
12、《桥梁工程》、《结构力学》、《材料力学》，《拱桥》，《桥梁设计与计算》；
13、其他相关规范手册；
1.2工程概况
本桥位于务川县县郊，跨越龙塘河。
桥跨布置为1×16m（预应力混凝土空心板）+125m（钢筋混凝土箱拱）+1×16m（预应力混凝土空心板），大桥全长170.6米。
桥梁平面位于直线上，桥面纵坡为双向1.0%，桥面横坡为双向2%。
1.3支架计算荷载的取用原则根据《公路桥涵施工技术规范》JTG/TTF50－2011第5.2.6条：
模板、支架的设计应考虑下列各项荷载，并应按表1-3-1进行荷载组合。
⑴模板、支架自重；
⑵新浇筑混凝土、钢筋、预应力筋或其他圬工结构物的重力；⑶施工人员及施工设备、施工材料等荷载；
⑷振捣混凝土时产生的振动荷载；
⑸新浇筑混凝土对侧模板的压力；⑹混凝土入模时产生的水平方向的冲击荷载；⑺其他可能产生的荷载。
如雪荷载、冬天保温设施荷载等。
表1-1模板、支架和拱架设计计算的荷载组合
模板结构名称
荷载组合
计算强度用
验算刚度用
梁、板和拱的底模板以及支撑板、支架及拱等
（1）+1.2
（2）+（3）+
（4）+（7）
（1）+1.2
（2）+（7）
缘石、人行道、栏杆、柱、
梁、板、拱等的侧模板
（4）+（5）
（5）
基础、墩台等侧模板
（5）+（6）
（5）
普通模板荷载计算：
⑴模板、支架和拱架的容重按设计图纸计算确定。
⑵新浇筑混凝土和钢筋混凝土的容重：
混凝土24KN/m3；钢筋混凝土的容重可采用
25KN/m3～26KN/m3（以体积计算的含筋量≤2%时采用25KN/m3，＞2%时采用26KN/m3），本检算资料按26×1.2＝31.2KN/m3计。
⑶施工人员和施工材料、机具行走运输或堆放荷载标准值：
1计算模板及直接支承模板的小棱时，均布荷载可取2.5KPa，另外以集中荷载2.5KN进行验算；
2计算直接支承小棱的梁或拱架时，均布荷载可取1.5KPa;
3计算支架立柱及支承拱架的其他结构构件时，均布荷载可取1.0KPa；④有实际资料时按实际取值。
⑷振捣混凝土时产生的荷载（作用范围在有效压头高度之内）：
对水平模板为2.0KPa；对垂直面模板为4.0KPa。
⑸新浇筑混凝土对模板侧面的压力：
采用内部振捣器，当混凝土的浇筑速度在6m/h以下时，新浇筑的普通混凝土作用于模
板的最大侧压力可按式（D—1）和（D—2）计算：
Pmax=0.22γtoK1K2v1/2（D—1）
Pmax=γh（D—2）
式中：
Pmax—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kPa）
h—为有效压头高度（m）
V—混凝土的浇筑速度（m/h）
t0—新浇筑混凝土的初凝时间（h）。
可按实测确定：
γ—混凝土的容重（KN/m3）
K1—外加剂影响正系数，不掺外加剂时取1.0，掺缓凝作用的外加剂时取1.2；
K2—混凝土塌落度影响正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50至90mm时，取1.0；110至150mm时取1.15。
⑹倾倒混凝土时产生的水平荷载：
倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载按附录D采用。
本计算取2.0Kpa。
表1-2倾倒混凝土时产生的水平荷载
向模板中供料方法
水平荷载（KPa）
用溜槽、串筒或导管输出
2.0
用容量0.2及小于0.2m3的运输器具倾倒
2.0
用容量大于0.2至0.8m3的运输器具倾倒
4.0
用容量大于0.8m3的运输器具倾倒
6.0
⑺其他可能产生的荷载：
如雪荷载、冬季保温设施荷载等，按实际情况考虑。
（本计算按荷载为0考虑）
本桥支架荷载按“开口箱”计算
1.4支架设计
1.4.1
主要技术参数
混凝土：
3
γ=26.0KN/m3。
竹胶板:
γ竹胶板=9.0KN/m3；[σw]=80.6Mpa；E=7.5×103Mpa（优质品）；δ=0.018m；
3
长×宽=2.44×1.22m。
方木：
γ=6.0KN/m3；[σw]=12.0Mpa；E=9.0×103Mpa（马尾松）。
1.4.2钢拱架结构概述
本桥采用悬拼钢拱架施工，钢拱架上下弦杆采用[25c槽钢，立柱采用[10槽钢，横撑采用∠75×50×5mm连接，斜撑采用∠75×50×5mm连接，钢拱架80cm间距为一组，通过横撑、斜撑焊接为一组。
钢拱架横向共用五组，每组间距为1m。
钢拱架顶铺设[18a槽钢
作横向分配梁，间距为1m。
[18a槽钢上铺设10×10cm纵向方木，位于腹板处的间距为30cm，其余位置为50cm。
纵向方木上铺设1.8cm厚竹胶板作为底模。
钢拱架整体结构为无铰拱，采用在拱座上预埋钢板用于焊接，拼装过程中，拱脚处设铰支撑，便于安装时调整标高，待所有节段安装后再焊接拱脚节段，结构转为无铰拱。
支架具体布置及细部尺寸等详见《务川县本桥主拱圈现浇支架施工设计图》，这里不再赘述。
1.4.3内力符号规定
1、轴力：
拉力为正，压力为负；
2、应力：
拉应力为正，压应力为负；其它内力规定同结构力学的规定。
1.5本桥钢拱架截面性质计算
1.5.1钢拱架重量计算
根据钢拱架的设计加工图，钢拱架的各节段列表计算如下
表2-1钢拱架重量计算明细表
节段
序号
材料
数量
（根）
每根长
（m）
共长
（m）
单位重
（kg/m）
重量（kg）
备注
标准节段
1
[25c
4
5.825
23.3
35.32
822.96
上弦杆
2
[25c
4
6.265
25.06
35.32
885.12
下弦杆
3
[8b
20
2.2
44
8.04
353.76
立柱
4
∠56×56×5
16
0.808
12.928
4.251
54.96
上下斜撑
5
∠56×56×5
8
0.698
5.584
4.251
23.74
6
∠75×50×5
10
0.88
8.8
4.808
42.31
上下横撑
7
∠56×56×5
10
1.034
10.34
4.251
43.96
横断面斜撑
8
∠56×56×5
5
0.88
4.4
4.251
18.70
横断面横撑
9
□41×26×2
4
0
16.74
66.96
法兰
10
[8b
2
2.148
4.296
8.04
16.08
侧面斜撑
11
[8b
6
2.305
13.83
8.04
48.24
12
□8×8×2
10
1
10.00
分配梁连接板
合计
2386.78
次合拢节段
1
[25c
4
5.825
23.3
35.32
822.96
上弦杆
2
[25c
4
6.065
24.26
35.32
856.86
下弦杆
3
[8b
20
2.2
44
8.04
353.76
立柱
4
∠56×56×5
16
0.808
12.928
4.251
54.96
上下斜撑
5
∠56×56×5
8
0.698
5.584
4.251
23.74
6
∠75×50×5
10
0.88
8.8
4.808
42.31
上下横撑
7
∠56×56×5
10
1.034
10.34
4.251
43.96
横断面斜撑
8
∠56×56×5
5
0.88
4.4
4.251
18.70
横断面横撑
9
□41×26×2
6
0
16.74
100.44
法兰
10
[8b
2
2.148
4.296
8.04
16.08
侧面斜撑
11
[8b
6
2.305
13.83
8.04
48.24
12
□8×8×2
10
1
10.00
分配梁连接板
合计
2392.00
拱脚节段
1
[25c
4
5.13
20.52
35.32
724.77
上弦杆
2
[25c
4
5.35
21.4
35.32
755.85
下弦杆
3
[8b
16
2.2
35.2
8.04
283.01
立柱
4
∠56×56×5
14
0.808
11.312
4.251
48.09
上下斜撑
5
∠56×56×5
6
0.698
4.188
4.251
17.80
6
∠75×50×5
8
0.88
7.04
4.808
33.85
上下横撑
7
∠56×56×5
8
1.034
8.272
4.251
35.16
横断面斜撑
8
∠56×56×5
4
0.88
3.52
4.251
14.96
横断面横撑
9
□41×26×2
6
0
16.74
100.44
法兰
11
[8b
6
2.305
13.83
8.04
48.24
侧面斜撑
12
□8×8×2
10
1
10.00
分配梁连接板
13
[25c
8
1.39
11.12
35.32
282.56
铰臂
合计
2072.17
合
1
[25c
4
3.129
12.516
35.32
442.07
上弦杆
2
[25c
4
2.893
11.572
35.32
408.72
下弦杆
拢段
3
[8b
12
2.2
26.4
8.04
212.26
立柱
4
∠56×56×5
6
0.808
4.848
4.251
20.61
上下斜撑
5
∠56×56×5
4
0.698
2.792
4.251
11.87
6
∠75×50×5
6
0.88
5.28
4.808
25.39
7
∠75×50×5
4
1.034
4.136
4.808
19.89
横断面斜撑
8
[18a
6
0.698
4.188
20.17
84.47
横断面横撑
9
□41×26×2
8
0
16.74
133.92
法兰
合计
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