悬链线等截面箱形无铰拱桥设计

1.4 设计依据及参考书

（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60-2004），人民交通出版社，2004年； （2）《公路圬工桥涵设计规范》（JTJ D61-2005），人民交通出版社，2005年； （3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ D62-2004），人民交通出版社，2004年；

（4）《桥梁工程》（第二版），姚玲森，人民交通出版社，2009年； （5）《桥梁计算示例集：拱桥（一）》，王国鼎，人民交通出版社，1989年； （6）《公路桥涵设计手册——拱桥》（上、下），人民交通出版社，2001年； （7）《公路设计手册——拱桥》（上、下），人民交通出版社，1978年。

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悬链线等截面箱形无铰拱桥设计

二、主拱圈计算

2.1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，拟定上部结构的各种几何尺寸，计算出半拱恒载对拱脚截面形心的弯矩恒载对

跨截面形心的弯矩

。其比值

和自拱顶至

跨的

。求得值后，可由

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。

2.1.1拟定上部结构尺寸

（1）主拱圈几何尺寸

①截面特性

确定拱圈高度：

拱圈高度与跨径、矢高、建筑材料、荷载大小等因素有关。

根据我国多年来的实践经验，中、小跨径石拱桥拱圈高度可按下列经验公式进行估算：

式中：——拱圈高度（mm） ——拱圈净跨径（m）

——系数，一般为4.5-6，取值随矢跨比的减小而增大 ——荷载系数，对于公路—Ⅰ级为1.4，公路—Ⅱ级为1.2 本次设计净矢跨比为

，取

取拱圈高度

。

；

，公路—Ⅱ级取

，则：

主拱圈横桥向取1m单位宽度计算，横截面面积

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惯性矩截面抵抗矩截面回转半径②计算跨径和计算矢高

；

；

。

假定m=2.814，则根据拱轴系数m与

得知：相应的

M

的关系（如下表）

=0.21。

1.167 1.347 1.543 1.756 1.988 2.240 2.514 2.814 3.142 3.5 0.245 0.240 0.235 0.230 0.225 0.220 0.215 0.210 0.205 0.2

查《拱桥》表（Ⅲ）-20（8）(即悬链线拱各点倾角的正弦及余弦函数表)

得：

，

计算跨径

；

计算矢高③拱脚截面的投影

水平投影竖向投影

④计算主拱圈坐标（图2-1）

； 。

。

xdy1'y1y1''y图2-1主拱圈坐标计算示意图

将拱圈沿跨径24等分，每等分长

。以拱顶截面形心为坐标原点，

拱轴线上各截面的纵坐标[表（Ⅲ）-1]，相应拱背坐标，相应拱

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腹坐标。其数值见表2-1：

表2-1主拱圈截面坐标表

截面号 0 y1/f 1.000000 0.810048 0.647289 0.508471 0.390820 0.291988 0.210000 0.143218 0.090308 0.050213 y1 5.1132 4.1419 3.3097 2.5999 1.9983 1.4930 1.0738 0.7323 0.4618 0.2567 0.1132 0.0282 0 cos x 15.317 14.040 12.764 11.488 10.211 8.935 0.77363 0.81805 0.85706 0.89039 0.91816 0.94075 0.95873 0.6463 4.4669 5.7595 1 0.6112 3.5307 4.7531 2 0.5834 2.7263 3.8931 3 0.5616 2.0384 3.1615 4 0.5446 1.4538 2.5429 5 0.5315 0.9615 2.0245 6 0.5215 0.5522 1.5953 7.658 7 0.9727 0.5140 0.98325 0.99089 0.99605 0.99903 1 0.2183 1.2463 6.382 8 0.5085 -0.0468 0.9703 5.106 9 0.5046 -0.2478 0.7613 3.829 10.022130 3 10.005501 6 12 0 0.5020 -0.3888 0.6152 2.553 0.5005 0.5 -0.4723 -0.5000 0.5286 0.5000 1.276 0 注：第二栏由《拱桥》附录（Ⅲ）表（Ⅲ）-1查得；

第四栏由《拱桥》附录（Ⅲ）表（Ⅲ）-20（8）查得。

（2）拱上构造尺寸 ①腹拱圈

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