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等截面悬链线空腹式无铰拱(石拱桥)设计.doc

发布:2018-01-21约4.89千字共17页下载文档
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目 录 一、课程设计任务书 ……………………………………… 2 二、设计说明书 1、主要尺寸的拟定 ……………………………………… 4 2、拱轴系数m的确定 ……………………………… 5 3、计算跨径和计算矢高 …………………………… 5 4、主拱圈拱轴线、拱背和拱腹坐标 …………………… 5 5、各部分结构重力及其拱脚和拱跨1/4处的距离 ……… 7 6、拱轴系数m值验算 ……………………………………… 14 7、结构重力内力 ……………………………………… 15 课程设计任务书 一、设计题目 等截面悬链线空腹式无铰拱(石拱桥)设计 二、设计资料   1.设计荷载:汽车-20;挂车-100;人群荷载3.5KN/m2; ⒉桥面净宽:净—9+(2×0.25+2×0.75 ) m; ⒊标准跨径:40m; ⒋净跨径:40m; ⒌净矢高:8m; ⒍拱顶填土平均厚度(包括路面)为0.7m; ⒎人行道及栏杆等折算厚度为0.06m; ⒏拱圈材料容重γ1=24KN/m3; ⒐拱上建筑材料容重γ2=22KN/m3; ⒑人行道及栏杆的材料容重γ3=23KN/m3; ⒒路面及填料的平均容重γ4=18KN/m3; ⒓侧墙顶宽度取C=0.8m; 13.最高月平均温度为30℃,最低月平均温度为0℃,主拱圈合拢温度为15℃; 14.采用拱架施工; 15.拱圈材料的弹性模量E=7200Mpa。 三、设计内容 1.拟定主拱圈的主要尺寸; 2.假定拱轴系数m,确定计算跨径和计算矢高; 3.计算主拱圈拱轴线、拱背和拱腹坐标; 4.计算各部分结构重力及其拱脚和拱跨1/4处的距离; 5.验算假定的拱轴系数m,如果符合,进行下一步;如果不符合,须重新假定m值,由第二步开始再次进行计算; 6.结构重力内力计算; 7.活载内力计算。 四、参考资料 1.《桥涵设计》(材料); 2.《公路桥涵设计手册》拱桥分册; 3.相关图纸。 五、注意事项 1.计算书要求用钢笔或圆珠笔书写; 2. 计算过程所用参考图,用铅笔手工绘制或CAD绘制; 3. 用CAD完成部分用A4纸打印; 4. 资料和图纸装订成册上交,要求设计封面、目录。 设计说明书 一、主要尺寸的拟定 (一)主拱圈尺寸的拟定 1.主拱圈厚度 m 取d=116cm 式中:d ——拱圈厚度(m); Lo ——拱桥净跨径(m); m1——系数,一般取0.016-0.02,本设计取0.016; k ——荷载系数,按规范规定选取1.2 2.主拱圈宽度(即桥面宽度) m 拱上建筑主要尺寸的拟定 ⒈小拱净跨径 由于腹拱跨径不宜大于主拱圈的—,所以 —= 5.0 — 2.67, (因为考虑每边各个腹拱的长度不宜大于全桥净跨径的 1/4=40/4=10m,所以综合考虑取。) ⒉小拱总跨径 每边设置3孔 则:m ⒊腹拱圈厚度取0.3m (采用石砌拱圈) ⒋腹拱墩宽度取0.8m (考虑腹拱圈的跨径和腹拱墩的高度) ⒌侧墙顶宽度取0.8m,侧墙内侧坡率取1:m1=1:0.25 二、拱轴系数m的确定 假定拱轴系数 式中:m ——拱轴系数; ——在跨径1/4处拱轴线纵坐标; ——拱的计算矢高。 三、计算跨径和计算矢高 已知f/l取1/5,所以近似地取f/l为1/5 与假定误差在5%,所以以下的计算取 。 四、计算主拱圈拱轴线、拱背和拱腹坐标 ⒈首先要建立坐标系(拱轴线),然后将拱轴线在水平投影12等分见如下图进行计算: ⒉拱脚0截面坐标 : ⒊第11截面数值 : ⒋由查P131表3-3-2得,按m=3.142这列数据取得拱桥0-12截面处的数值,例:截面11处为0.00533 ; ⒌,例:截面11处 ; ⒍由查P132表3-3-3相应的m值计算可得,例:截面11处 ⒎的值是根据求出值所得出的,例:截面11处值是2.93556°, cos 2.93556°=0.99869 ; ⒏ 根据主拱圈厚度1.16所求得到, 例:截面11处 ; ⒐ 第11截面的拱背坐标: 10. 第11截面的拱腹坐标: 其余断面均按照以上步骤计算,并完成主拱圈拱轴线、拱背、拱腹坐标计算表。 主拱圈拱轴线、拱背、拱腹坐标计算(单
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