上承式RC箱形拱桥构计算提纲.doc

PAGE 桥梁设计参考资料 上承式RC箱形拱桥结构计算提纲 2008年1月 目 录 1．结构计算依据的规范 2．参考规范及文献 3．RC箱拱基本情况 4．结构计算图式 5．作用与荷载 6．结构计算的主要内容 7．拱轴系数m与拱圈内力的关系 8．拱轴线悬链线与圆曲线关系 9．拱圈横向（面外）稳定验算 10．RC轴心受压和偏心受压构件的最小含筋率 11．RC箱拱活载横向分布计算 12．拱圈因水的浮力引起的内力计算 13．横向风力对拱脚产生的弯矩计算 14．拱桥动力性能分析 15．拱圈面内稳定安全系数 16．拱圈因温度产生弹性下沉的近似计算 17．大跨度RC拱桥几何非线性的影响 18．吊运拱箱时吊点位置选择 19．箱拱腹板与顶板结合部的剪应力计算 PAGE 20 上承式RC箱形拱桥结构计算提纲 1．结构计算依据的规范 [1]《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005） [2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） [3]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 2．参考规范及文献 [4]《铁路桥涵设计基本规范》（TB 10002.1-2005） [5]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB 10002.3-2005） [6]《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002） [7]《公路设计手册——拱桥（上、下册）》，人民交通出版社2000年7月第1版 [8]《桥梁设计与计算》，邵旭东 程翔云 李立峰编著，人民交通出版社2007年2月第1版 3．RC箱拱基本情况 本提纲主要针对下述情况的RC箱拱进行编写： 拱圈为单箱单室、双室或多室断面，为整体式箱形板拱；拱上为排架式立柱（拱顶附近可以为立柱、横墙或实腹段）；拱上腹孔为简支板、梁；拱上可以布置伸缩缝，除伸缩缝外，其他排架立柱处可以是断缝，也可以是桥面连续。 4．结构计算图式 由于拱上为简支体系，不考虑拱上建筑与拱圈的联合作用，从施工过程至使用阶段均由拱圈单独承力，拱上建筑均为荷载。施工中如拱脚出现铰接的情况，应考虑拱脚约束状态发生变化的影响。 拱圈的内力计算应考虑施工过程结构体系和承力截面改变的影响，可以采用内力迭加法计算拱圈从施工至成桥全过程的内力。 经计算比较，在公路—Ⅰ级或公路—Ⅱ级汽车荷载作用下，车道荷载直接在拱圈上加载和经过拱上立柱传力加载所得的内力相差很小，弯矩的误差约为2%～3%，所以，车道荷载可以直接在拱圈上加载计算活载内力，人群荷载亦可按相同方式处理。 5．作用与荷载 箱拱的计算，一般情况下包括以下各项： ⑴永久作用 ①结构重力，对于混凝土及砌体应考虑施工发生的正误差，可取5%。 ②混凝土收缩及徐变作用，按规范[1]，圬工拱桥混凝土收缩效应应乘以0.45的折减系数，RC拱是否应计入0.45，下面讨论。 ③基础变位作用，按规范[1]，超静定拱因拱脚不均匀变位引起的效应，可乘以0.5的折减系数。这是由于考虑了混凝土徐变产生的影响。 ④水的浮力作用。 ⑵可变作用 ①汽车荷载，公路—Ⅰ级或公路—Ⅱ级。还包括汽车荷载引起的冲击力、制动力和离心力。 ②人群荷载。 ③风荷载。 ④温度作用，包括以下两项： a）均匀温度作用，尽可能收集桥位附近最近5年内最高和最低日平均气温，通过《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.10条条文说明中的公式计算最高、最低有效温度。确实收集不到日平均温度时，方可采用规范的推荐值（我省最高、最低分别为34℃和－3℃）。按规范[1]规定，圬工拱桥均匀温度作用效应应乘以折减系数0.7，RC拱是否应计入0.7，下面讨论。 b）梯度温度作用，按规范[1]规定，箱室内外温差可按不低于5℃计算。结合贵州省的实际情况，可仅考虑箱室顶板±5℃的温差，其作用效应不折减。 ⑤流水压力 当洪水位超过起拱线高程，且流速很大时，要考虑水流对拱圈的作用力。 ⑶偶然作用 ①地震作用，贵州省绝大部分地区地震动峰值加速度均小于0.05g，地震基本烈度在Ⅵ度以下，一般RC拱可仅采取防震措施，对于特大跨径的重要RC拱，当按提高一级考虑时，应进行抗震验算。 ②船舶或漂流物的撞击作用。 ③汽车撞击作用，桥面系中的栏杆和人行道设计，要考虑汽车撞击作用。 关于RC箱拱温度作用效应与混凝土收缩作用效应是否应折减讨论如下： 规范[2]，对于RC箱拱温度与混凝土收缩作用效应没有规定折减。中交公路规划设计院2007年10月25日就此问题答复贵州分院时，指出：“圬工规范第5.1.8条中关于温度和收缩作用的折减，不适用于钢筋混凝土