潜江河大桥计算书
1．基本信息
1.1.工程概况
祥和路位于安庆市新城中心区，是安庆市城市规划中一条重要的东西走等主要城市道路交叉。顺安路至潜江路之间路基按38米设计，本桥——潜江河大桥位于顺安路和潜江路之间。
本桥位于规划河流潜江沟上，潜江沟规划河底宽度45m，上口宽度80~100m，设计采用1×60m下承式钢管混凝土系杆拱跨越。
1.2.技术标准
（1）设计荷载：公路－Ⅰ级，人群荷载集度3.5kN/m2。
（2）桥面横坡：双向1.5％。
（3）桥梁横断面：2×[4.5m(人行道)+4.5 m(非)+2.5m(隔离带)]+15m(车)=38m(全宽)。
（4）地震动峰值加速度0.1 g（基本烈度7度），按8度抗震设防。
（5）环境类别：I
（6）年平均相对湿度：70%
（7）竖向梯度温度效应：按现行规范规定取值。
（8）年均温差：按升温20℃。
（9）结构重要性系数：1
1.3.主要规范
《城市桥梁设计准则》（CJJ 11－93）
《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004)
《桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01－2008)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004)
《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT GD63-2007)
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）
《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90）
《钢管混凝土结构技术规范》（DBJ 13-51-2003）福建省地方标准
《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）
其他相关的国家标准、规范
1.4.结构概述
桥梁横向布置：4.5m（人行道）+4.5m（非机动车道）+2.5m（隔离带）+15m（机动车道）+2.5m（隔离带）+4.5m（非机动车道）+4.5m（人行道），桥梁总宽38m。采用1×60m下承式钢管拱结构，计算跨径60m，矢跨比1/4。拱肋采用D=150cm，t=2cm单圆形钢管，内灌微膨胀混凝土；系梁采用150cm×180cm预应力混凝土结构，系梁在拱脚位置加宽到200cm，加高到240cm宽；端横梁采用360cm×190cm双室箱梁，腹板厚度50cm；中横梁采用底宽65cmT梁，梁高135cm；桥面板厚25cm。系梁、横梁及桥面板采用整体支架现浇，结构整体性好；吊杆间距4m，采用新型低应力防腐拉索PESFD7-109；横向设五道风撑，风撑D=80cm，t=16mm钢管。
1.5.主要材料及材料性能
（1）混凝土：C50，重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为Ec=3.45×104MPa；
（2）钢管混凝土：Q345C钢管，内部填充C50微膨胀混凝土，计算内力时，刚度直接叠加；计算挠度与一类稳定时，考虑混凝土折减，折减系数0.8。
（3）预应力钢筋：弹性模量E p=1.95×105MPa，松驰率ρ＝0.035，松驰系数ζ＝0.3；
（4）锚具：锚具变形、钢筋回缩取6mm（一端）；
（5）金属波纹管：摩擦系数：ｕ＝0.25；偏差系数：κ＝0.0015；
（6）吊杆：计算截面积41.95cm2，σb=1670Mpa，计算弹性模量E=2.05×105MPa
（7）沥青混凝土：重力密度γ=24.0kN/m3；
1.6.计算方法、内容
本桥静力结构分析采用Midas Civil 2010和桥梁博士3.20分别独立建模，平行计算。荷载考虑自重、二期铺装、年均温差（升温20℃）、温度梯度、收缩徐变（按D62规范）、汽车、人群，冲击力等因素。按照正装模型分析，考虑施工阶段联合截面及收缩徐变效应，迭代优化成桥最优索力。手算成桥最优状态拉索无应力长度，作为施工张拉的最终控制参量。
应用Midas Civil建立空间有限元模型，用于计算端横梁面内弯矩，按照A类预应力混凝土结构进行配束，中横梁也在模型中予以考虑和计算。其中中横梁受力类似于简支悬臂梁，支座位置有扭转刚度约束，故采用桥梁博士建立中横梁平面杆系计算复核。模型中桥面板采用板单元进行模拟，提取板单元纵桥向和横梁桥向截面弯矩，进行纵向和横向（分布筋）配筋设计。
拱脚节点由系梁、拱肋及端横梁三者连接而成的强大的钢筋混凝土块，受力复杂。按照各方向分解法考虑。
桥梁稳定性分析，采用Midas Civil建立的空间有限元模型，考虑空钢管施工过程、混凝土灌注过程，钢管拱侧向风载或者自重作用下的屈曲分析，安全系数均在4以上。
1.7. 控制标准
（1）承载能力极限状态验算：
钢管拱：依据《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ 13-51-2003）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）并参考《钢管混凝土拱桥》（陈宝春）一书。
验算轴心受压承载力、验算整体稳定极限承载力、组合材料抗剪承载力。
系梁、横梁：依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004)进行常规验算。
（2）正常使用极限状态验算：
钢管拱：主要依据《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T50283-1999）
系梁、横梁：依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004)按A 类构件进行常规验算。
（3）施工阶段应力验算：参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004)、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）。
2.模型建立与分析
2.1.计算模型
使用迈达斯建立全桥空间有限元程序，拱肋、系梁、横梁采用梁单元模拟；吊杆、风撑
梁预应力布置在系梁截面中心，预应力基本不产生附加弯矩。
端横梁预应力布置9根12Φs15.2预应力钢束，两端张拉，张拉控制应力0.75fpk。布置见设计图纸。
中横梁预应力布置6根10Φs15.2预应力钢束，两端张拉，张拉控制应力0.75fpk。布置见设计图纸。
2.2.荷载及组合
荷载考虑自重、二期铺装、温度梯度、收缩徐变、系统升温、汽车（含冲击力）、人群等按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004)组合
结构基频f 按本空间模型计算竖向一阶振型得到。
3.承载力能力极限状态验算结果
3.1拱肋验算
（1）拱肋按照统一理论，计算复核强度设计值
c sc f f )02.114.1(0ξ+=
c
c s s f A f A =0ξ
f sc =40.8Mpa
考虑混凝土收缩徐变对组合截面轴压强度设计值的折减kp=0.8
考虑钢管初应力对钢管混凝土构件承载能力的影响，灌注完混凝土后，钢管最大截面应力为11.8Mpa ，经过计算后的影响系数为1。
修正后f sc =32.5Mpa
主拱轴线长度l 轴=68.88m ，结构体系为无铰拱，计算长度l 0=0.36*l 轴=24.79m 。计算长细比：
d l 04=λ=66——d 钢管外径 查《钢结构设计规范》得稳定系数
864.0=?
读取拱肋承载力力组合最大压力Nmax=24096.3kN
sc sc A f ?=49625kN>Nmax ，显然满足要求。 （2）按偏心受压构件进行稳定性承载力验算 1) 当()sc sc f V V A N ?2
012.0-≥时
()14.012
04
.100≤???
? ??+???
? ??-+V V M N N M N N E m β? 2) 当()sc sc f V V A N ?2
012.0-<时
()14.014.12
04
.100≤???
? ??+???
?
?
?-+V V M N N M N N E m β? sc sc f A N =0
sc sc m f W M γ=0
scv sc v f A V γ=0
22λπsc sc E A E N =
式中 N ，M ，V ——所计算构件段内的m ax M 和相应的N 、V 组合设计值；以及max N 和相应的M 、V 组合设计值，此时M 取所计算构件段内的最大值；
N E ——欧拉临界力；
m γ——构件截面抗弯塑性发展系数，ξξγ92.148.0+-=m ； v γ——构件截面抗剪塑性发展系数，ξξγ30.130.0+-=v ；
ξ——钢管混凝土的套箍系数标准值，ck
c y s f A f A =
ξ；
c A ——钢管内混凝土的截面面积；
y f ——钢材的抗拉、抗压、抗弯强度标准值；
ck f ——混凝土的轴心抗压强度标准值；
W sc ——构件截面抵抗矩，323d W sc π=；
βm ——等效弯矩系数，按表4.3.1采用。 计算过程：
βm=0.85等效弯矩系数，一般取小值0.85 Wsc=3.31E+08构件截面抵抗矩 fck=32.4混凝土轴心抗压强度标准值 fy=345钢材的抗拉、抗压、抗弯强度标准值
ζ=0.59 钢管混凝土套箍系数标准值 γm=1.19 构件抗弯塑性发展系数 γv=0.82 构件抗剪塑性发展系数 as=0.056 钢管拱含钢量
NE=171482 欧拉临界力(kN)，比承载力强度大很多，说明压曲也不那么容易。 No=57448.0 kN Mo=12847.1 kN*m Vo=17668.0 kN 从模型中提取一下内力
Mmax=1838可分别提取跨中，拱脚，4分点，这里只计算4分点作为代表，其余不在赘述。 N=18225最大弯矩对应N V=722最大弯矩对应V N/Asc=10.31
0.2(1-(V/Vo)^2)^2ψfsc=5.61
()sc sc f V V A N ?2
012.0-<所以使用公式（2）验算
()1375.04.014.12
04
.100≤=???
? ??+???
?
??-+V V M N N M N N E m β?满足要求。 （3）抗剪验算
f sc v =12.16 钢管混凝土组合抗剪强度设计值 R=21484.98 kN
模型中承载能力极限状态最大剪力 Nmax=1793.4kN 满足要求
3.2.系梁、中横梁、端横梁
承载力验算抽取系梁、中横梁、端横梁关键截面，见下图：
验算截面位置图承载力验算表格：
3.3.支反力计算
标准组合最大支反力：17578kN。支座选用GPZ(KZ)20MN。
3.4.斜截面抗剪
承载力组合系梁、中横梁、端横梁截面剪力图形
剪力分配均匀，经验算均满足规范要求，这里不予叙述。
3.5.弹性一类稳定验算
通过屈曲分析，计算自重作用下，拱肋面外稳定系数为：61
计算侧向风荷载下，面外稳定系数为：4030，远远大于4，满足要求。
风压计算过程：
V10=27.1m/s
k1=0.9
k2=0.86
k5=1.7
k3=1
r=0.01
Vd=39.62 m/s
Wd=0.96 kN/m2
k0=1
Pwh=1.30 kN/m——拱肋线风载
4.正常使用极限状态验算
4.1．钢管拱
计算正常使用状态持久状态（标准组合）钢管拱内力图形为：
查看施工阶段联合截面钢管最大压应力178Mpa<0.8*300=240Mpa，满足要求。
4.2.吊杆应力
查看吊杆持久状态，截面应力幅：412Mpa～435.5Mpa
0.3σb=0.3*1670Mpa=501Mpa。吊杆在使用阶段安全系数大于3，满足要求。
4.3.风撑应力
风撑应力仅1.56Mpa，远远满足要求。
4.4.预应力混凝土系梁、端横梁、中横梁（1）使用阶段正截面抗裂验算
短期组合：
855
.1
7.0=
≤
-
tk
pc
st
f
σ
σ
上缘应力图形为：
靠近拱脚的中横梁顶缘截面应力1.88>1.855Mpa，其余均满足要求。
上图为下缘截面应力，图中最大拉应力出现在中横梁悬臂端部0.79<1.855Mpa ，满足。 悬臂端部钢束略微向下调整布置。 长期组合：0
≤-pc st σσ
验算略。
（2）使用阶段斜截面抗裂验算 短期组合下：
MPa
f tk tp 325.165.25.05.0=?=≤σ
1.03<1.325Mpa ，满足规范。 （3）使用阶段斜截面压应力验算 标准组合下：
MPa
f ck pt kc 2.164.325.05.0=?=≤+σσ
10.1<16.2Mpa，满足规范。
（4）钢束应力验算
改为0.72fpk。
其余不做调整。
5.承台计算
5.1.建模
使用桥梁博士3.20模拟承台。
结构离散图
桩顶抗压刚度系数模拟：
情况1：桩顶力1756kN产生2mm变形时，单桩竖向约束刚度878250kN/m 情况2：产生1cm变形时，竖向约束刚度175650kN/m。
考虑背墙压力
考虑桥梁上部荷载
组合出，承台承载力组合1、正常组合1、正常组合2结构内力图形。
5.2.内力图
5.3.截面配筋
采用自编钢筋混凝土矩形截面计算程序计算（注：按深梁验算结果差别不大）
6.背墙、桩基
背墙、桩基等常规验算，不在赘述。
下承式拱桥设计计算书 一、设计资料 1设计标准 设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3.0kN/M2。桥面净宽：净-9m+和附2?1.0m人行道拱肋为等截面悬链线矩形拱,矩形截面高为2.2m,宽为1.0m 。净跨径：l=110m 净矢高：f=22m 净矢跨比: f l= 1/5 2主要构件材料及其数据 桥面铺装：10cm厚C50混凝土，γ1 =25kN/m3; 2cm沥青砼桥面铺装,材料容重 γ =23kN/m3; 2 桥面板：0.5m厚空心简支板，C30级钢筋砼γ3 =25kN/m3; γ =25 kN/m3; 主拱圈、拱座：C40级钢筋砼矩形截面， 4 γ=18kN/m3拉杆：HDPE护套高强度钢丝束，上端为冷铸锚头，下端为穿销铰。 5 3 计算依据 1）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计通用规范》人民交通出版社，1985年。 2）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计手册—拱桥》上、下册，人民交通出版社，1978年。 3)中华人民共和国交通部标准，《公路桥涵地基与基础设计规范》，人民交通出版社，JTJ024-85 二、主拱圈截面几何要素的计算 （一）主拱圈横截面尺寸如图1所示
图1 拱圈横断面构造（尺寸单位：cm ） （二）主拱圈截面几何性质 截面积： 1.8 2.0 3.6A =?= 绕肋底边缘的静面矩： 2.0 1.8 1.0 3.6S =??= 主拱圈截面重心轴 y 下=S A =1.0m y 上= y 下=1.0m 主拱圈截面绕重心轴的惯性矩 3 211 1.8 1.201212 2.0x bh I =?=??= 主拱圈截面绕重心轴的回转半径 w 0.577r = = = （三）计算跨径和计算矢高 计算跨径: j ?=45.039、j d =2.2m 、d d =1.8m L =0L sin 90 2.2sin 45.039J j d ?+=+= 计算矢高: 0 cos 2 2 j j j f d d f ?= +-= 三、 主拱圈的计算 （一）拱轴系数的确定 吊杆及拱圈构造如图2
《钢管混凝土拱桥》-----钢管混凝土拱桥的施工方法 福州大学土木工程学院 2014年06月16日
钢管混凝土拱桥的施工方法 摘要： 钢管混凝土拱桥以其强度高、跨越能力大、施工便捷、经济效果好、桥型美观等优点在我国桥梁中得到了广泛应用。钢管混凝土结构，是桥梁建筑业发展的一项新技术。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1、引言 钢管混凝土拱桥的发展与应用在我国仅有十余年的历史，但发展很快，已遍及全国广大地区，目前已经建成的就达80余座，在建的也有30余座。这主要是因为钢管混凝土组合材料的优越性决定的。关于钢管拱肋的加工、拼装、成拱、吊装工艺，对此类结构的施工技术、施工规范、质检和监理程序与指标、施工定额及管理等方面的研究和经验虽然有所积累，但仍不多见。广泛交流施工经验，研究制定和完善该类桥梁统一可行的规范规程，探讨其施工经济技术指标，是目前建造此类桥梁急待解决的课题之一。 从目前国内的钢管混凝土拱桥的施工实践来看，其施工方案主要有：无支架缆索吊装；少支架缆索吊装；整片拱肋或少支架吊装；吊桥式缆索吊装；转体施工；支架上组装；千斤顶斜拉扣索悬拼。以上除千斤顶斜拉扣索悬拼施工外其余施工安案都与普通混凝土拱桥安装类似，本文主要介绍钢管混凝土拱大桥的施工方法及其注意事项。 2、钢管混凝土拱桥的施工方法及其注意事项 钢管混凝土拱桥施工的主要环节包括：钢管拱肋的加工制作、钢管拱肋的架设、钢管混凝土的灌注、安装桥面系等。 2.1 钢管拱肋的加工制作
为了保证加工质量，拱肋通常在工厂制作。首先由定尺的钢板卷制成长(分段长度视运输条件而定)的单节直管，再根据设计拱轴线、预留拱度等进行放样、煨弯、焊接组成拱肋。出厂前在刚性平台上进行大样拼组，验收合格后进行初级防腐，然后分段出厂。应钢管焊接采用坡口焊，焊管对接的纵缝及上下钢管的环节均需错开。焊接时及时对焊缝收缩及日照温差引起的误差进行修正，以防误差积累。对每条焊缝要进行严格的探伤检查，发现问题及时处理，确保拱肋加工质量。 2.2 钢管拱肋的架设 钢管混凝土拱桥通常是先架设空钢管形成裸拱，再在其中灌注混凝土形成钢管混凝土拱；或再将其作为劲性骨架，在外部包上钢筋混凝土形成复合拱肋。钢管拱肋的架设可以根据不同的施工条件采用不同的施工方法，主要有搭支架施工法、无支架缆索吊装法、平转法、竖转法、以及多种方法的综合运用的施工方法。 2.2.1 搭支架施工法 搭支架施工法就是在桥位处按照钢管拱肋的设计线型加预拱度，拼装好支架，在支架上就位拼装、焊接成拱的施工方法。支架可采用满堂式、或者分离式、或者两种方式的结合。如：三峡莲沱大桥的两边跨、天津彩虹大桥等。 支架的设置按拱肋的轴线和段接头位置及高程，在精确定位后，就每个段接头的高度设计相应的支架高度（该高度考虑了支架、支承结构的变形和施工预拱度），经计算确定支架的形式和材料，满足强度、稳定及刚度要求，支承处圆弧和坡度应和该处的拱肋设计完全吻合，以保证较大的支承面积和钢管拱肋的稳定。吊装时用索道吊运到位初步控制合格后，拱肋的一端采用焊搭板螺栓联接，另一端用两道临时缆风护设稳定，合拢段在准确测量出实际的长度和待合拢段拱肋的长度根据实际将多余的长度割掉后按吊装顺序吊装，到位后两端精确对位连接。吊装顺序如图1所示。
第三章 拱桥计算 第一节 拱轴方程的建立 教学内容：1、实腹式悬链线拱拱轴方程的建立 2、空腹式悬链线拱拱轴方程的建立 3、悬链线无铰拱的弹性中心 重点：空腹式悬链线拱拱轴方程的建立、悬链线无铰拱的弹性中心 难点：1、逐次逼近法 2、五点重合法 3、弹性中心 （一）实腹式悬链线拱拱轴方程的建立 1、拱轴线方程的得出： 实腹式悬链线拱采用恒载压力线作为拱轴线 在恒载作用下，拱顶截面： 0=d M ， 由于对称性，剪力0=d Q ， 仅有恒载推力g H 。对拱脚截面取矩，则有： f M H j g ∑= 式中 ∑j M ——半拱恒载对拱脚截面的弯 矩； g H ——拱的恒载水平推力（不考虑弹性压缩） ；
f ——拱的计算矢高。 对任意截面取矩，可得：g x H M y = 1 式中 x M ——任意截面以右的全部恒载对该截面的弯矩值； 1y ——以拱顶为坐标原点，拱轴上任意点的纵坐标。 将上式两边对x 求二阶导数得： g x x g H g dx M d ．H dx y d ==2 22121 解此方程，则得拱轴线方程为： )1(11--= ξchk m f y 2 拱轴系数m ： 拱轴系数：为拱脚与拱顶的恒载集度比 拱脚截面：ξ=1，y 1=f ， )1m m ln(m ch k 21-+==- 当1=m 时，均布荷载。压力线方程为：21ξf y = (二次抛物线) 当拱的矢跨比确定后，拱轴线各点的纵坐标（拱轴形状）将取决于m 。 （表3-3-1）供设计时根据拱轴系数确定拱轴坐标。 3．实腹式悬链线拱拱轴系数m 的确定方法： d j g g m = , d h g d d γγ+=1， γ?γγj d j d h h g c o s 21+ += 式中 d h ——拱顶填料厚度，一般为0.30～0.50m ； d ——拱圈厚度； γ——拱圈材料容重 1γ——拱顶填料及路面的平均容重； 2γ——拱腹填料平均容重 j ?——拱脚处拱轴线的水平倾角。 j d d f h ?cos 22- + = 由于j ?为未知，故不能直接算出m 值，需用逐次逼近法确定；
钢管混凝土拱桥的施工方法 钢管砼结构，由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除，管内混凝土可增强管壁的稳定性，钢管对混凝土的套箍作用，使砼处于三向受力状态，既提高了混凝土的承载力，又增大了其极限压缩应变，所以自钢管砼结构问世以来，是桥梁建筑业发展的一项新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，因而得到突飞猛进的发展。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1 拱肋钢管的加工制作 拱肋加工前，应依理论设计拱轴座标和预留拱度值，经计算分析后放样，钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时，通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节；当采用螺旋焊接管时，一般焊成12.0~20m弧形管节。对于桁式拱肋的钢管骨架，再放样试拼，焊成10m左右的桁式拱肋单元，经厂内试拼合格后即可出厂。具体工艺流程为：选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1：1大样拼装检验 防腐处理出厂。 当拱肋截面为组合型时，应在胎模支架上组焊骨架一次成型，经尺寸检验和校正合格后，先焊上、下两面，再焊两侧面（由两端向中间施焊）。
焊接采用坡口对焊，纵焊缝设在腔内，上、下管环缝相互错开。在平台上按1：1放样时，应将焊缝的收缩变形考虑在内。为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型，可在各节端部预留1cm左右的富余量，待拼装时根据实际情况将富余部分切除。钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查（抽样率大于5%）。焊缝质量应达到二级质量标准的要求。 2 钢管混凝土拱桥的架设 2.1无支架吊装法 2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法 具体做法与其他拱肋的架设相似，只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度，它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装，并随时用扣索和缆风绳锚固，稳定在桥位上，最后合拢。如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥，为钢筋混凝土箱拱，分五段吊装，吊重700KN。广西邕宁邕江大桥，主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，每根拱肋的钢管骨架分9段吊装，吊重590KN。四川万县长江大桥，跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥，分36段吊装，吊重612.5KN。 缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。施工理论成熟，施工体系结构简单，施工调整与控制较方便。但这种方法起吊端要有一定的施工场地，缆索跨度较桥跨要大，用缆索较多，主塔架与扣索塔架相互分开，存在受压杆稳定要求塔高不能过高，并且要设置各种缆风索而占地面积较大。
潜江河大桥计算书 1．基本信息 1.1.工程概况 祥和路位于安庆市新城中心区，是安庆市城市规划中一条重要的东西走等主要城市道路交叉。顺安路至潜江路之间路基按38米设计，本桥——潜江河大桥位于顺安路和潜江路之间。 本桥位于规划河流潜江沟上，潜江沟规划河底宽度45m，上口宽度80~100m，设计采用1×60m下承式钢管混凝土系杆拱跨越。 1.2.技术标准 （1）设计荷载：公路－Ⅰ级，人群荷载集度3.5kN/m2。 （2）桥面横坡：双向1.5％。 （3）桥梁横断面：2×[4.5m(人行道)+4.5 m(非)+2.5m(隔离带)]+15m(车)=38m(全宽)。 （4）地震动峰值加速度0.1 g（基本烈度7度），按8度抗震设防。 （5）环境类别：I （6）年平均相对湿度：70% （7）竖向梯度温度效应：按现行规范规定取值。 （8）年均温差：按升温20℃。 （9）结构重要性系数：1 1.3.主要规范 《城市桥梁设计准则》（CJJ 11－93） 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004) 《桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01－2008) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT GD63-2007)
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） 《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90） 《钢管混凝土结构技术规范》（DBJ 13-51-2003）福建省地方标准 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 其他相关的国家标准、规范 1.4.结构概述 桥梁横向布置：4.5m（人行道）+4.5m（非机动车道）+2.5m（隔离带）+15m（机动车道）+2.5m（隔离带）+4.5m（非机动车道）+4.5m（人行道），桥梁总宽38m。采用1×60m下承式钢管拱结构，计算跨径60m，矢跨比1/4。拱肋采用D=150cm，t=2cm单圆形钢管，内灌微膨胀混凝土；系梁采用150cm×180cm预应力混凝土结构，系梁在拱脚位置加宽到200cm，加高到240cm宽；端横梁采用360cm×190cm双室箱梁，腹板厚度50cm；中横梁采用底宽65cmT梁，梁高135cm；桥面板厚25cm。系梁、横梁及桥面板采用整体支架现浇，结构整体性好；吊杆间距4m，采用新型低应力防腐拉索PESFD7-109；横向设五道风撑，风撑D=80cm，t=16mm钢管。 1.5.主要材料及材料性能 （1）混凝土：C50，重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为Ec=3.45×104MPa； （2）钢管混凝土：Q345C钢管，内部填充C50微膨胀混凝土，计算内力时，刚度直接叠加；计算挠度与一类稳定时，考虑混凝土折减，折减系数0.8。 （3）预应力钢筋：弹性模量E p=1.95×105MPa，松驰率ρ＝0.035，松驰系数ζ＝0.3； （4）锚具：锚具变形、钢筋回缩取6mm（一端）； （5）金属波纹管：摩擦系数：ｕ＝0.25；偏差系数：κ＝0.0015；
目录 1.设计依据与基础资料 (1) 1.1标准及规范 (1) 1.1.1标准 (1) 1.1.2规范 (1) 1.1.3参考资料 (1) 1.2主要尺寸及材料 (1) 1.2.1主拱圈尺寸及材料 (1) 1.2.2拱上建筑尺寸及材料 (2) 1.2.3桥面系 (2) 2.桥跨结构计算 (2) 2.1确定拱轴系数 (2) 2.2恒载计算 (4) 2.2.1主拱圈恒载 (4) 2.2.2拱上空腹段恒载 (5) 2.2.3拱上实腹段的恒载 (6) 2.3验算拱轴系数 (7) 2.4拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (8) 2.4.1弹性中心计算 (8) 2.4.2弹性压缩系数 (8) 3.主拱圈截面内力计算 (8) 3.1恒载内力计算 (8) 3.1.1不计弹性压缩的恒载推力 (8) 3.1.2计入弹性压缩的恒载内力 (8) 3.2汽车荷载效应计算 (9) 3.3人群荷载效应计算 (12) 4.荷载作用效应组合 (13) 5.主拱圈正截面强度验算 (14) 6.拱圈总体“强度－稳定”验算 (16)
等截面悬链线板拱式圬工拱桥 1.设计依据与基础资料 1.1标准及规范 1.1.1标准 跨径：净跨径m L 600=, 净矢高m f 100=,6 100=L f 设计荷载：公路—II 级汽车荷载，人群荷载 桥面净宽：净7+20.75m 人行道。 1.1.2规范 《公路工程技术标准》JTG B01-2003 《公路桥梁设计通用规范》JTG D60-2004（以下简称《通规》） 《公路圬工桥涵设计规范》JTG D61-2005（以下简称《圬规》） 1.1.3参考资料 《公路桥涵设计手册》拱桥上册（人民交通出版社 1994）（以下简称《手册》） 1.2主要尺寸及材料 半拱示意图 图1-1 1.2.1主拱圈尺寸及材料 主拱圈采用矩形截面，其宽度m B 9=，厚度m D 3.1=，采用M10砂浆砌筑MU50粗
目录 一、设计背景 (1) （一）概述 (1) （二）设计资料 (1) 1、设计标准 (1) 2、主要构件材料及其参数 (1) 3、设计目的及任务 (2) 4、设计依据及规范 (2) 二、主拱圈截面尺寸 (4) （一）拟定主拱圈截面尺寸 (4) 1、拱圈的高度 (4) 2、拟定拱圈的宽度 (4) 3、拟定箱肋的宽度 (4) 4、拟定顶底板及腹板尺寸 (4) （二）箱形拱圈截面几何性质 (5) 三、确定拱轴系数 (6) （一）上部结构构造布置 (6) 1、主拱圈 (6) 2、拱上腹孔布置 (7) （二）上部结构恒载计算 (8) 1、桥面系 (8) 2、主拱圈 (8) （三）拱上空腹段 (9) 1、填料及桥面系的重力 (9) 2、盖梁、底梁及各立柱重力 (9) 3、各立柱底部传递的力 (9) （四）拱上实腹段 (9) 1、拱顶填料及桥面系重 (9) 2、悬链线曲边三角形 (10) 四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (12) （一）弹性中心 (12) （二）弹性压缩系数 (12) 五、主拱圈截面内力计算 (13) （一）结构自重内力计算 (13) 1、不计弹性压缩的恒载推力 (13) 2、计入弹性压缩的恒载内力 (13) （二）活载内力计算 (13) 1、车道荷载均布荷载及人群荷载内力 (13) 2、集中力内力计算 (15) （三）温度变化内力计算 (17) 1、设计温度15℃下合拢的温度变化内力 (18) 2、实际温度20℃下合拢的温度变化内力 (18)
（四）内力组合 (19) 1、内力汇总 (19) 2、进行荷载组合 (19) 六、拱圈验算 (21) （一）主拱圈正截面强度验算 (21) 1、正截面抗压强度和偏心距验算 (21) （二）主拱圈稳定性验算 (22) 1、纵向稳定性验算 (22) 2、横向稳定性验算 (22) （三）拱脚竖直截面(或正截面)抗剪强度验算 (22) 1、自重剪力 (22) 2、汽车荷载效应 (23) 3、人群荷载剪力 (24) 4、温度作用在拱脚截面产生的内力 (24) 5、拱脚截面荷载组合及计算结果 (25) 七、裸拱验算 (26) （一）裸拱圈自重在弹性中心产生的弯矩和推力 (26) （二）截面内力 (26) 1、拱顶截面 (26) 2、1 4 截面 (26) 3、拱脚截面 (26) （三）强度和稳定性验算 (27) 八、总结 (28) 九、参考文献 (29)
目录 一、说明............................................ 错误!未定义书签。 主要技术规范................................. 错误!未定义书签。 结构简述...................................... 错误!未定义书签。 材料参数..................................... 错误!未定义书签。 设计荷载..................................... 错误!未定义书签。 荷载组合..................................... 错误!未定义书签。 计算施工阶段划分............................. 错误!未定义书签。 有限元模型说明............................... 错误!未定义书签。 二、主要施工过程计算结果............................ 错误!未定义书签。 张拉横梁第一批预应力张拉工况................. 错误!未定义书签。 张拉系梁第一批预应力工况..................... 错误!未定义书签。 拆除现浇支架工况.............................. 错误!未定义书签。 架设行车道板工况............................. 错误!未定义书签。 张拉第二批横梁预应力束工况................... 错误!未定义书签。 二期恒载加载工况............................. 错误!未定义书签。 三、成桥状态计算结果................................ 错误!未定义书签。 组合一计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合二计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合三计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合四计算结果............................... 错误!未定义书签。 组合五计算结果............................... 错误!未定义书签。 四、变形结算结果.................................... 错误!未定义书签。 五、全桥稳定性计算结果.............................. 错误!未定义书签。 六、运营状态一根吊杆断裂状态计算结果................ 错误!未定义书签。 各荷载组合作用下计算结果..................... 错误!未定义书签。 持久状况承载能力极限状态验算.................. 错误!未定义书签。 全桥稳定性计算结果............................ 错误!未定义书签。
钢管混凝土系杆拱桥的养护 摘要：近年来，我国陆续修建了数十座钢管混凝土拱桥、系杆拱桥。这些桥梁建成后如何进行规范化管理、及时进行检查与养护维修工作，最大限度地延长桥梁的使用寿命已成为我们必须面临的新课题。针对钢管混凝土系杆拱桥的自身结构特点，探讨了钢管混凝土系杆拱桥各关键部位的检查与养护方法，提出了易损件的更换办法，可为该类桥梁的日常管理与养护工作提供参考。 关键词：钢管混凝土拱桥；系杆拱桥；桥梁养护 1 引言 系杆拱桥为一种梁拱组合体系桥，以其造型美观、造价低廉备受人们喜爱，继1990年我国建成第一座钢管混凝土系杆拱桥---四川旺苍东河桥以来，国内已陆续建成了数十座这类桥梁。如：主跨360 m的丫髻沙大桥、主跨288 m的奉节梅溪河桥、主跨280 m的武汉晴川桥、主跨240 m的武汉江汉五桥等。据不完全统计，我国目前已建或在建的主跨200 m以上的大型钢管混凝土系杆拱桥已将近20座。 但这种体系桥最致命的弱点是其横梁直接吊挂在吊杆上。而吊杆多又采用预应力钢绞线，依靠钢绞线的预应力来抵抗荷载作用。一座桥中哪怕只有少数几根钢绞线断裂，甚至一根钢绞线断裂都会造成灾难性的后果。这类不少，重庆小南门桥即为典型事例。1990年建成的重庆小南门桥（已倒塌），主跨240米，建成时为当时亚洲最大跨度的混凝土拱桥，在中承式拱桥中居世界第一位。其吊杆采用21根Φ15mm钢绞线，每根钢绞线由7Φ5高强钢丝组成，外套钢套管。为考虑换索方便，梁地面至人行道顶面灌硫磺粘结材料，中间灌水泥沙浆。两端采用XM锚具。由于当地为酸雨地区，大气PH值约在4.6-5.6之间，环境腐蚀使外套管锈穿，进而锈蚀到内部钢丝。腐蚀加剧了钢丝的应力集中，应力集中使钢丝应力超过设计值，导致钢丝断裂、桥梁倒塌。 大型桥梁工程投资大，社会经济影响大，确保它们的安全运营是关系到国计民生的大事。桥梁建成后必须加强日常管理，经常进行检查及养护维修方能实现其设计寿命。如不注意检查、养护或养护方法不当将会大大缩短桥梁的使用寿命，甚至造成桥毁人亡的严重后果。在国外，特别是英美等西方发达国家，桥梁的养护、健康检测和修补加固在桥梁领域占主导地位，他们投入了大量的人力物力对桥梁的养护和健康检测进行研究，业已形成较完善的桥梁养护制度。特别是大型桥梁，由于其重要地位和复杂的结构受力形式，根据环境条件和结构特点，对每座桥梁都建立了专门的技术档案，养护制度和健康检测体系，以科学的方法准确把握桥梁的工作状态，对可能出现的隐患及时的预报和评估，及早采取适当的措施避免桥梁的严重损害，延长桥梁的使用寿命，以确保桥梁的安全运营。目前，国内桥梁的养护十分薄弱，大部分中、小型桥梁基本上没有进行养护，即使对大型桥梁，其养护也存在着很大的盲目性，缺少采用定期检查和养护的制度，更没有对桥梁的工作状态的连续监控，一般仅当外观发现严重的问题时才修修补补。对于大型桥梁，缺乏系统科学的保养制度将会显著缩短桥梁的使用寿命，甚至导致重大安全事故的发生。随着时间的推移，由于养护不当，又加上气候的原因，目前我国一些正在使用的桥梁已经出现病害，给桥梁的安全运营带来隐患。 钢管混凝土系杆拱桥，作为一种新型桥梁，国内目前尚未出台关于该类桥梁完整
吊杆长度复核计算 1.1主拱预拱度 1.1.1成桥状态拱顶位移 图1.1.1成桥状态下全桥竖向变形（图中单位：m） 成桥状态下，拱顶截面在恒载以及计入十年收缩徐变期的作用下的最大挠度为29cm. 1.1.2活载作用下拱顶位移 图1.1.2活载作用下全桥竖向变形（图中单位：m） 成桥状态下，拱顶截面在汽车荷载和人群作用下的最大挠度为2.8cm。
1.1.3预拱度分配计算 根据现行设计规范规定，某某大桥拱顶预拱度为29+2.8/2=31.8cm，实际设计单位拱顶截面取40cm，两者相差不大，设计单位已将预拱度考虑到钢管的制作中，所以在施工中按设计单位提供的预拱度（图09）进行线性控制。 1.2吊杆理论长度与实际下料长度 吊杆长度与拱肋高度、吊杆横梁高度、吊杆锚点位置、主拱预拱度等因素。 对某某大桥，主拱还设置了双向0.5%纵坡，桥面纵坡通过吊杆长度来实现，此外，因双向纵坡，还设置了R=20000m，T=100m，E=0.25m 的竖曲线。这些因素都必需在计算吊杆长度时予以考虑。 吊杆理论计算长度示意图 下弦主管上弦主管吊杆横梁 钢垫块 钢垫块 1.2.1理论吊杆长度 1、竖曲线对吊杆长度的影响 图1.2.1某某大桥竖曲线要素计算图式 根据《公路勘测设计》，各几何要素计算公式如下：
12i i W -=(1.2.1) Rw L = (1.2.2) 2 L T = (1.2.3) R T E 22= (1.2.4) R x y 22= (1.2.5) 式中：R ——竖曲线半径，m ； T ——切线长，m ； L ——竖曲线长度，m ； E ——竖曲线外距，m ； x ——竖曲线上任意一点P 距离竖曲线起点或终点的水平距离，m ； y ——竖曲线上任意一点P 距切线（即坡度线）的纵距，m 。 对某某大桥，i 2=-i 1=0.005，w=0.01,E=0.25,L=200,T=L/2=100, R=L/w=20000 1#~12#吊杆因竖曲线引起的吊杆长度变化量如表1.2.1 所示。 表1.2.1 1#~12#吊杆因竖曲线引起的吊杆长度变化量
鲁东大学本科毕业设计 1 设计说明 本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定,对六苏木二桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，本文提出四种不同的桥型方案：方案一石拱桥，方案二为简支梁桥，方案三为斜拉桥，方案四为钢构桥。 1.1设计标准 1.1.1 设计标准 公路—Ⅱ级汽车荷载，人群荷载3kN/m 2 1.1.2 跨径及桥宽 净跨径600=l 米，净矢高120=f 米，净矢跨比5/1/00=l f 桥面净宽为 净7+2×(0.5防护栏+1.5m 人行道) =0B 11m 1.2材料及其数据 1.2.1 拱上建筑：主（腹）拱顶填土高度 c h =0.5m 拱圈材料重力密度 3 1/25m KN =γ 拱上护拱为浆砌片石容重 3 2/23m KN =γ 腹孔结构材料容量 33/24m KN =γ 拱腔填料单位容重 34/20m KN =γ 1.2.2 主拱圈： M10砂浆砌60号块石 容重35/25m KN =γ 极限抗压强度 23/10064.52.122.4m KN Mpa R j a ?=?= 极限直接抗剪强度 23/1030.030.0m KN Mpa R j j ?== 弹性模量 26/103.7500m KN R E j a ?== 拱圈设计温差为 ±15℃ 1.2.3 桥台: M5砂浆砌30号片石、块石 容重36/23m KN =γ 极限抗压强度 23/105.2m KN R j a ?= 极限直接抗剪强度 23/1024.0m KN R j j ?= 基础为15号片石混凝土 37/24m KN =γ 台后填砾石土，夯实。 内摩擦角 ?=35? 填土容重 38/18m KN =γ 1.3设计依据 (1)交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》，（JTG D60-2004）2004年。简称《通规》； (2)交通部部标准《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）2005年，人民交通出版社，《规范》； (3)《公路设计手册-拱桥》上下册，人民交通出版社，1978。简称《拱桥》。
YTHG波纹钢拱桥 ---结构受力计算书 益通管业股份
波纹钢拱桥涵计算书 参考依据： 本计算书依据《公路桥涵设计通用规》（JTG D60—2004）、交通部《公路工程技术标准》(JTG B01—2003)、《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283—1999)、《公路涵洞设计细则》（JTG/T D65-04—2007）《公路桥涵用波形钢板》（JT/T710—2008）《公路涵洞通道用波纹钢管（板）》（JT/T 791—2010）.蒙《公路波纹钢管（板）桥涵设计与施工规》等规定的原则、有关规定及国外波纹管有关标准进行计算。 项目基本情况如图
本项目为跨径8000mm,矢高4000mm，拱顶半径4000mm的钢波纹板拱桥填土高度8.5-9.5m， 采用波纹剖面：波距*波高 380mm*140mm 活载：汽车I级荷载；地震加速速度峰值0.2 回填土类型：I类 回填土压实度：标准普氏密度的90%-95%； 回填土重度：γ=19KN/m3； 回填土割线模量：Es=12Mpa； 波形钢板材料：Q345，屈服强度fy=310Mpa； 波纹钢板的壁厚：T=7mm Dh=8000+147=85147mm (中性轴)； Dv=8000+147==85147mm (中性轴)； 一、保护层最小厚度（Hmm） 取下列各值中的最大值： （1）0.6m； （2)Dh 6 ( Dh Dv )0.5 =1.36m (3)0.4(Dh Dv )2=0.4m 以上数据表明，最小填土不小于1.36米，本项目填土8.5-9.5米，满足要求二、恒载推力T D
0.5(1.00.1)D s T C W =-=958.85KN/m 回填土重量 W =A f ﹒γ﹒D ﹒(H +0.1075D ) =1606.74KN/m 2 其中：f A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数；可按规选用1.2； γ ——土的容重（kN/m 3）； H ——波纹钢板桥涵顶部填土高度（m ）； D ——跨径（m ）。 刚度系数 1000C s v s E D EA ==0.0539 其中： A ——单位长度的波纹钢板截面积（mm 2/mm ）；按壁厚7mm ，查表得A 为9.08mm 2/mm ， ,s E E ——波纹钢板材和土体的弹性模量200000和12(MPa)； 表1 f A ——考虑结构起拱效应的土压力增大系数表
钢管混凝土拱桥施工 1钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过600mm的应采用卷制焊接管，卷制钢管宜在工厂进行。在有条件的情况下，优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。 2成品管及制管用的钢材和焊接材料等应符合设计要求和国家现行标准的规定，具备完整的产品合格证明。 3钢管拱肋（桁架）加工的分段长度应根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定。在加工制作前，应根据设计图的要求绘制施工详图，包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。加工前应按半跨拱肋进行1：1精确放样，注意考虑温度和焊接变形的影响，并精确确定合龙节段的尺寸，直接取样下料和加工。 4工地弯管宜采用加热顶压方式，加热温度不得超过800℃。钢管对接端头应校圆，除成品管按相应国家标准外，失圆度不宜大于钢管外径的0.003倍。钢管的对接环焊缝可采用有衬管的单面坡口焊和无衬管的双面熔透焊。两条对接环焊缝的间距应符合设计要求，设计无规定时，直缝焊接管不小于管的直径，螺旋焊接管不小于3m。对接径向偏差不得超过壁厚的0.2倍。为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形，应适当在该处加设内支撑。 5拱肋（桁架）节段焊接宜要求与母材等强度焊接。所有焊缝均应按规定进行强度和外观检查，宜要求主拱的焊缝达到二级焊缝标准。对接焊缝应100％进行超声波探伤，其质量检查标准可按照本规范第17章的有
关规定执行。 桁架式钢管拱主管与腹管采用相贯焊接时，宜采用自动或半自动的加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度，对焊接材料和工艺的选择在满足焊接接头强度的原则下，应尽量提高接头的韧性指标。要力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。 6在钢管拱肋（桁架）加工过程中，应注意设置混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板。如拱肋（桁架）节段采用法兰盘连接，为保证螺栓连接的精度，宜采用3段啮合制孔工艺。对压注混凝土过程中易产生局部变形的结构部（如腹箱）应设置内拉杆。 7钢管拱肋（桁架）节段形成后，钢管外面应按设计要求做长效防护处理，宜采用热喷涂防护，其喷涂方式、工艺及厚度应符合设计要求。可参照有关规定执行。 二、钢管拱肋（桁架）安装 1钢管拱肋（桁架）的安装采用少支架或无支架缆索吊装、转体施工或斜拉扣索悬拼法施工的，可参照本章有关规定执行。 2钢管拱肋成拱过程中，应同时安装横向联接系，安装联接系的不得多于一个节段，否则应采取临时横向稳定措施。 3节段间环焊缝的施焊应对称进行，施焊前需保证节段间有可靠的临时连接并用定板控制焊缝间隙，不得采用堆焊。合龙口的焊接或栓接作业应选择在结构温度相对稳定的时间内尽快完成。 4采用斜拉扣索悬拼法施工时，扣索与钢管拱肋的连接件应进行设计计算。扣索根据扣力计算采用多根钢绞线或高强钢丝束，安全系数应大于
目录 目录 ............................................................................................................................................. I 第一章前言 .. (1) 第二章基本设计资料及技术指标 (1) 2.1设计依据 (1) 2.2工程地质条件与评价 (1) 2.2.1 地形地貌 (1) 2.2.2 地基土的构成及工程特性 (1) 2.2.3水文地质条件 (1) 2.2.4不良地质现象及地质灾害 (1) 2.3主要技术标准 (2) 第三章桥梁结构设计方案比选 (3) 3.1设计要求 (3) 3.1.1设计标准及要求 (3) 3.1.2主要技术规范 (3) 3.2.桥型的方案比选 (3) 3.2.1桥型选取的原则 (3) 3.2.2入选方案 (3) 3.3.3 推荐方案说明 (9) 第四章模型设计及计算 (11) 4.1 桥型与孔跨布置 (11) 4.2主要技术标准及设计采用规范 (11) 4.2.1主要技术标准 (11) 4.2.2设计采用规范 (11) 4.3桥梁结构设计说明 (12) 4.3.1上部结构设计说明 (12) 4.3.2下部结构设计说明 (12) 4.4桥面工程及其它 (12) 4.5桥梁结构分析方法 (13)
4.5.2荷载内力组合 (13) 4.6主要建筑材料 (13) 第五章上部结构计算 (15) 5.1 桥梁的总体布置 (15) 5.2 桥底标高 (15) 5.3 拱肋刚度的取值： (15) 5.4 毛截面几何特征计算 (16) 5.5 拱肋承载力计算： (17) 5.6 拱肋稳定系数计算 (18) 5.7 作用组合 (18) 5.8 横梁的计算 (19) 5.8.1按平面静力计算 (19) 5.9 建立全桥模型 (20) 5.9.1 建立主拱圈模型 (21) 5.9.2 矢跨比 (22) 5.9.3 拱顶和拱脚高度 (22) 5.10 全桥模型的建立 (23) 5.11 辽河大桥静力特性分析 (26) 5.11.1活载作用下主拱内力及应力 (26) 5.12 辽河大桥动力特性分析 (32) 5.12.1动力特性的分析方法 (32) 5.13 全桥验算 (33) 5.13.1 稳定性验算 (33) 第六章施工阶段分析 (36) 6.1 加工阶段介绍 (36) 6.2 施工计算中的钢材应力标准: (36) 6.3 施工中关键问题在施工计算中的考虑 (36) 第七章下部结构计算 (38) 7.1 埋置式桥台设计 (38)
16m空腹式拱桥计算书
16m空腹式拱桥计算书设计计算书
一、设计资料 （一）设计标准 设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3KN/m2 净跨径：L0=16m 净矢高：f0=2.28m 桥面净宽：净6.5+2*（0.25+1.5m人行道） (二)材料及其数据 拱顶填土厚度h d=0.5m,γ3=22KN/m3 拱腔填料单位重γ=20KN/m3 腹孔结构材料单位重γ2=24KN/m3 主拱圈用10号砂浆砌号60块石,γ1=24KN/m3,极限抗压强度R j a=9.0MP a,弹性模量E＝800R a j。 (三)计算依据 1、交通部部标准《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》，人民交通出版社，1989年。 2、交通部部标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ022-85）》，人民交通出版社，1985年。 3、《公路设计手册-拱桥》（上、下册），人民交通出版社，1994年。 4、《公路设计手册-基本资料》，人民交通出版社，1993
年。 二、上部结构计算 （一）主拱圈 1、主拱圈采用矩形横截面，其宽度b0＝10.0m,主拱圈 厚度d=mkl01/3=6*1.2*16001/3=84.2cm,取d=85cm。假定m=1.988,相应的y1/4/f=0.225,查《拱桥》附表（Ⅲ）-20（9）得 Ψj=33003′32″,sinΨj=0.54551, cosΨ=0.83811 j 2、主拱圈的计算跨径和矢高 L=l0+dsinΨj=16+0.85*0.54551=16.4637m f=f0+d/2-dcosΨ /2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.3488 j 3、主拱圈截面坐标 将拱中性轴沿跨径24等分，每等分长Δl=l/24=0.6860m,每等分点拱轴线的纵坐标y1=[《拱桥》（上册）表（Ⅲ）-1值]f,相应拱背曲面的坐标y′1=y1-y上/cosΨ,拱腹曲面相应点的坐标y″1=y1+y下/cosΨ,具体位置见图1-1，具体数值见表1-1。 主拱圈截面计算表表1-1
16m空腹式拱桥 计算书 设计计算书
一、设计资料 （一）设计标准 设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3KN/m2 净跨径：L0=16m 净矢高：f0=2.28m 桥面净宽：净6.5+2*（0.25+1.5m人行道） (二)材料及其数据 拱顶填土厚度h d=0.5m,γ3=22KN/m3 拱腔填料单位重γ=20KN/m3 腹孔结构材料单位重γ2=24KN/m3 主拱圈用10号砂浆砌号60块石,γ1=24KN/m3,极限抗压强度R j a=9.0MP a,弹性模量E＝800R a j。 (三)计算依据 1、交通部部标准《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》，人民交通出版社，1989年。 2、交通部部标准《公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ022-85）》，人民交通出版社，1985年。 3、《公路设计手册-拱桥》（上、下册），人民交通出版社，1994年。 4、《公路设计手册-基本资料》，人民交通出版社，1993年。 二、上部结构计算 （一）主拱圈
1、主拱圈采用矩形横截面，其宽度b0＝10.0m,主拱圈厚度d=mkl01/3=6*1.2*16001/3=84.2cm,取d=85cm。 假定m=1.988,相应的y1/4/f=0.225,查《拱桥》附表（Ⅲ）-20（9）得 Ψj=33003′32″,sinΨj=0.54551, cosΨj=0.83811 2、主拱圈的计算跨径和矢高 L=l0+dsinΨj=16+0.85*0.54551=16.4637m f=f0+d/2-dcosΨj/2=2.28+0.85/2-0.85*0.83811/2=2.3488 3、主拱圈截面坐标 将拱中性轴沿跨径24等分，每等分长Δl=l/24=0.6860m,每等分点拱轴线的纵坐标y1=[《拱桥》（上册）表（Ⅲ）-1值]f,相应拱背曲面的坐标y′1=y1-y上/cosΨ,拱腹曲面相应点的坐标y″1=y1+y下/cosΨ,具体位置见图1-1，具体数值见表1-1。 主拱圈截面计算表表1-1
2 主梁内力计算 2.1恒载内力计算 2.1.1桥面铺装 桥面铺装为： m KN /203.84259.1010.0259.102 ) 318.010.0(=??+??+； 为简化计算，将桥面铺装的重力平均分配给各主梁，得： m KN g /841.165/203.742==; 2.1.2防撞墙 单边防撞墙横截面面积： 2390.0044.0109.0114.0123.02 .022.045.02 263 .022.0321.0245.0263.0274.045.0m =+++=?+?++?++ ?= 防撞墙重力为：m KN /500.19225390.0=?? 平均分配给各主梁：m KN g /900.35/500.192 ==' 2.1.3横隔板重力 根据结构尺寸，一块预制横隔板的体积为： 30996.0.006.12.02 ) 44.050.0(m =??+ 横隔板截面图 3 中主梁有6块横隔板预制块，而边主梁有3块横隔板预制块，可将其产生的重力沿主梁纵向均匀分摊，则： 边主梁横隔板产生的重力为：m KN g /75.096.9/250996.031 =??='边； 中主梁横隔板产生的重力为：m KN g /50.196.9/250996.061 =??='中；
2.1.4主梁重力 主梁的横截面积： 35944.09.026.0206.12 ) 20.014.0(m =?+??+； 则主梁产生的重力为：m KN g /86.14255944.01=?=； 一期恒载作用下总重力为： 中主梁：m KN g g g /36.1650.186.141 11=+='+=中恒中 边主梁：m KN g g g /61.1575.086.14111=+='+=边恒边 二期恒载作用下总重力为： m KN g g g /741.20900.3841.16222=+='+=恒 横载总重力： 中主梁：m KN g g g /101.37741.2036.1621=+=+=恒中恒中恒中 边主梁：m KN g g g /351.36741.2061.1521=+=+=恒边恒边恒边 2.1.5、根据4中总的恒载集度可计算出恒载内力见表1： 2.2活载内力计算 2.2.1 主梁横向分布系数计算 （1）、支点处采用杠杆法，由对称可知只需计算1，2，3号梁。 由下图可知各号梁在支点截面处的横向分布系数： 对于1号梁：702.02/)324.0080.1(01=+=q m ； 对于2号梁：849.02/)454.0.000.1244.0(02=++=q m ； 对于3号梁：849.02/)454.0000.1244.0(03=++=q m ；