悬链线箱形拱桥课程设计任务书

1．设计资料

设计荷载： 公路Ⅰ级，人群荷载3.5KN/m2. 矢跨比1/4 桥宽 1.5+9+1.5 拱顶填土包括桥面的平均高度hd'＝0.5m 净跨径： l0=45m+3*5=60m; 合拢温度：10oc 最高月平均温度 30oc 最低月平均温度 0oc

2.主要构件材料及其数据

桥面铺装为 8cm钢筋混凝土（?4＝25 KN/m3）+6cm沥青混凝土（?2＝23 KN/m3）

拱顶填土材料容重?1＝22.5 KN/m3

护拱及拱腔为1号石灰砂浆砌筑片石，?2＝23 KN/m3 腹拱圈为C30混凝土预制圆弧拱，?3＝24.5 KN/m3

腹拱墩为C30钢筋混凝土矩形截面排架式墩，?4＝25 KN/m3 主拱圈为C40钢筋混凝土箱形截面，?5＝25.5 KN/m3

3.设计依据

1． 交通部部标准《公路桥涵设计通用规范（JTGD60－2004）》； 2． 交通部部标准《公路圬工桥涵设计规范—JTG D61--2005》；

3． 交通部部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D60－2004》；

二、拱圈截面的几何要素的计算 （一）主拱圈横截面设计

三、确定拱轴系数

3.1上部结构构造布置

上部结构构造布置如下图所示：

图3.1上部结构构造尺寸（单位：cm）

3.1.1主拱圈

假定m=2.514，相应的y?/f=0.215，f0/l0=1/4，查《拱桥》(上册)表(III)-20(6)得：

sinφj =0.76774，cosφj=0.64076，φj=50?09'4.95\ 主拱圈的计算跨径和计算矢高：

l=l0+2y下sinφj=85+2×0.8449×0.76774=86.2973m

f =f0+y下(1?cosφj)=21.25+0.8449×(1?0.64076)= 21.8035m 拱脚截面的水平投影和竖向投影

x=Hsinφj=1.65×0.76774=1.2668m y=Hcosφj=1.65×0.64076=1.0573m

将拱轴沿跨径24等分，每等分长?l?l86.2973??3.5957m，每等分点拱2424轴线的纵坐标y1???y1??y1??f(其中??f?由拱桥 (Ⅲ)-1查得),相应的拱背曲面坐标f??????y1?y1yy上???y1?下。具体数值见下表： ，拱腹曲面坐标y1cos?cos?表3.1主拱圈几何性质表

截面号 x y1f y1 cos? y上 cos? 7 y上 yy下 y1?y1?下cos?cos?cos? 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 43.1487 3 1 4 5 6 8 20.5470 16.5887 13.1670 10.2239 7.7095 5.5816 3.8043 2.3478 1.1879 0.3052 (0.3150) (0.6831) (0.8051) 9 23.1221 18.9655 15.3795 12.3015 9.6776 7.4618 5.6149 4.1045 2.9036 1.9910 1.3505 0.9708 0.8449 21.8035 0.64076 1.2565 1.3186 39.5530 0.8140 17.7484 0.69422 1.1597 1.2170 35.9573 0.6534 14.2466 0.74578 1.0795 1.1329 32.3616 0.5154 11.2376 0.7942 28.7659 0.3976 25.1702 0.2981 21.5745 0.2150 17.9788 0.1470 14.3831 0.0929 10.7874 0.0517 7.1917 3.5960 0.0000 0.0228 0.0057 0.0000 1.0137 1.0638 8.6698 0.83839 0.9603 1.0078 6.4990 0.87757 0.9174 0.9628 4.6878 0.91126 0.8835 0.9272 3.2049 0.93928 0.8571 0.8995 2.0250 0.96171 0.8372 0.8785 1.1278 0.97874 0.8226 0.8633 0.4977 0.99065 0.8127 0.8529 0.1239 0.99768 0.8070 0.8469 0.0000 1 0.8051 0.8449 3.1.2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d'?0.35m ，净跨径l0'?5.6m ，净矢高f0'?0.7m， 座落在宽为0.5m的钢筋混凝土排架式腹孔墩支撑的宽为0.6m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lx以及各墩中线自主拱拱背到腹孔起拱线的高度h?y1?y上?(1?1)?(d'?f0')，分别计算如下表： cos?表3.2腹孔墩高度计算表 项目 lx 39.1 32.9 26.7 20.7176 ??2lx lk? 1f2fk?tg??shk?cos? m?1 l(m?1)(chk??1)?tg2??1y1?h 15.8787 10.3875 6.1950 3.1829 3.1478 1号立柱 2号立柱 3号横墙 4号墩拱座 0.9062 0.7625 0.6188 0.4801 0.4782 1.4253 1.1993 0.9733 0.7552 0.7522 17.2786 11.6594 7.3770 4.3059 4.2701 1.0287 0.7918 0.5956 0.4353 0.4332 1.4346 1.2755 1.1639 1.0906 1.0898 空、实腹段分界线 20.6353 由

f'01? ，根据圆弧线拱轴方程得 l'08sinφ0=0.470588，cosφ0=0.882353，φ0=28?04'20\ 腹拱拱脚的水平投影和竖向投影

x'=d'×sinφ0=0.35×0.470588=0.1647m； y'=d'×cosφ0=0.35×0.882353=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。 3.2.1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3.50m，栅板分三部分预制，如图4所示。

(1)每侧栏杆的重力

中栅 0.041×25=1.025kN 边栅 2×0.0244×25=1.22kN 立柱 0.0852×25=2.13kN 中底枋 0.0144×25=0.36kN

边底枋 2×0.01284×25=0.642kN 扶手 0.042×25=1.050kN ∑=6.427kN

每延米桥长的栏杆重力 g=6.427×2/3.868=3.493kN/m

(2)人行道构件(图1) a.人行道块件，γ=25kN/m3

[0.05×0.3+(0.07+0.15)×0.6/2+0.2×0.75 +1.75×0.15+0.2×0.8]×25×2=32.675kN/m b.人行道板，γ=24kN/m3 2.25×0.03×24×2=3.24kN/m

c.人行道板下填砂层，γ=18kN/m3 2.25×0.02×18×2=2.16kN/m

d.人行道块件内水管铸铁容重为78.5kN/m3， 水的容重为10kN/m3，水管内径为?35cm， 外径为?36cm。

[π×0.355×0.01×78.5+π×0.352×10/4]×2=3.6752kN/m e.人行道块件里填砂砾石或装电缆，γ=18kN/m3 [1.75*0.6-π×0.362/4]×18×2=34.1356kN/m

每延米桥长人行道构件重力 ∑=75.8858kN/m (3)拱顶填料及沥青表处面层重力