拱桥设计计算内容及方法

2015桥梁工程课程设计任务书空腹式等截面悬链线无铰拱设计一、设计资料1．设计标准设计荷载：汽车荷载公路－I 级，人群荷载3.5kN/m2桥面净空净－8+2×(0.75m+0.25 m)人行道+安全带净跨径L0＝50ｍ净高f0＝10m净跨比f0/L0＝1/52．材料数据与结构布置要求拱顶填料平均厚度(包括路面，以下称路面)hd＝0.5m，材料容重γ1＝22.0kN/m3主拱圈材料容重(包括横隔板、施工超重)γ2＝25.0kN/m3拱上立柱（墙）材料容重γ2＝25kN/m3腹孔拱圈材料容重γ3＝23kＮ/m3 腹孔拱上填料容重γ4＝22kN/m3主拱圈实腹段填料容重γ1＝22kN/m3本桥采用支架现浇施工方法。

主拱圈为单箱六室截面，由现浇30号混凝土浇筑而成。

拱上建筑采用圆弧腹拱形式，腹拱净跨为5m，拱脚至拱顶布置6跨。

3．设计计算依据交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004) 交通人民出版社交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62－2004) 交通人民出版社交通部部颁标准《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) 交通人民出版社《公路设计手册-拱桥(上)》人民交通出版社，2000.7二、课程设计内容1. 确定主拱圈截面构造尺寸，计算拱圈截面的几何、物理力学特征值；2. 确定主拱圈拱轴系数m 及拱上建筑的构造布置和几何构造尺寸；3. 结构恒载计算；4. 主拱结构内力计算(永久作用、可变作用)；5. 温度变化、混凝土收缩徐变引起的内力；6. 主拱结构的强度和稳定计算；7. 拱上立柱(墙)的内力、强度及稳定性计算；。

景观桥结构设计计算书设计阶段施工图部位拱圈、基础审核人校核人计算人2010年2月目录一、工程概况 (1)二、计算内容 (1)三、基本设计资料 (1)四、地质、水文资料 (2)1、地形地貌 (2)2、地基岩土的构成 (2)3、地下水 (3)4、场地及地基条件综合评价 (3)5、建议 (4)五、计算程序 (4)六、说明 (4)1、拱圈结构验算 (4)2、地基承载力、基础稳定性验算 (10)一、工程概况本桥为小区内的一座景观桥，是小区工程的一部分，主要用于小区内日常通行和消防通行。

桥梁基本尺寸和外观由景观设计人员结合小区总体情况进行拟定后，我们对此桥进行了桥梁结构设计.本桥为一座一跨14米的钢筋混凝土板拱桥。

桥梁横断面布置则为：2x0。

4m栏杆+2x1。

5m人行道+2x4.5m 车行道=12.8m。

桥梁拱圈采用等截面钢筋混凝土圆弧拱,拱圈外半径为9.1m，内半径为8.7m,拱圈夹角为105。

29°。

拱圈中心线矢高3。

5m,跨径14。

15m，矢跨比为1/4。

04。

拱圈采用等截面，截面高0。

4m,宽12。

8m。

桥台采用重力式桥台,桥台台身长12.8m。

基础为浅基础，基础长13。

8m。

桥梁轴线按道路线型近似取值进行设计，桥梁正交.二、计算内容拱圈结构验算,地基承载力、基础稳定性验算，按极限状态法设计.三、基本设计资料1、设计荷载：（1) 永久荷载:●恒载：片石混凝土容重25KN/m3,钢筋混凝土容重26KN/m3，人行道石栏杆2。

6KN/m,沥青混凝土铺装24KN/m3。

●基础变位作用:不均匀沉降0。

01m。

(2)可变荷载:●车道荷载:按双向二车道加载，荷载采用：公路-Ⅱ级，车道荷载见规范.●人群荷载： 3。

0kN/m².●温度荷载:根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004）取值。

(3）偶然荷载:地震动峰值加速度为0。

10g，建筑场地为稳定的建筑场地。

2、材料性能：1) 拱圈、拱座采用C35混凝土。

xx 大桥拱桥拱圈纵向计算书一、工程设计概况1. 桥梁概况XX大桥2X20+4X30+2X20m全长200m采用八跨上承式钢筋混凝土拱桥，主拱圈和边拱圈均为等截面钢筋砼板拱。

边拱拱圈L0=18.0m, f0=3.94m，矢跨比f0/ L0=1/4.57。

拱轴线为抛物线，拱圈宽度2x16.0m，拱圈厚度0.5m；主拱拱圈L0=27.64m, f0=6.1m，矢跨比f0/ L0=1/4.53 ，拱轴线为抛物弧，拱圈宽度2x16.0m，拱圈厚度0.6m。

2. 设计围及容拱桥上部结构设计，下部结构的桥台、承台、桩基础；桥梁附属设施的设计等。

3. 设计主要技术标准1、道路等级和断面城市主干道，双向四车道，设计速度V= 40km/h;2、桥梁横断面3m人行道+4n非机动车道+2.5m分隔带+15n机动车道+2.5m分隔带+4n机动车道+3m人行道，桥面全宽34m，本桥分两幅，每幅桥宽17.0m,两幅桥之间设置2cm t勺结构缝。

3、设计荷载：城-A 级。

4、设计纵坡：2.97％和-2.97％。

5、竖曲线半径：R=1600m。

6、平面：全桥位于直线段。

7、桥面横坡：双向1.5％勺横坡。

8、桥面铺装：4cm 细粒式沥青混凝土(AC-13)+ 6cm 中粒式沥青混凝土(AC-16)+ 防水层+10cm厚C40防水混凝土( W6。

9、设计基准期：100年。

10 、结构设计安全等级：一级。

11、环境类别：U类12、地震：加速度峰值为0.05g ，抗震设防烈度为6 度。

13、最大冻结深度：0.5 m 。

4. 设计采用的规1 、《工程建设标准强制性条文》 (建标[2002]99 号) ]2、《城市道路工程设计规》 (CJJ 37-2012 )3、《城市桥梁设计规》(CJJ 11-2011 )4、《城市桥梁抗震设计规》 (CJJ 166-2011 )5、《公路工程技术标准》 ( JTGB01-2003)6、《公路桥涵设计通用规》 ( JTG D60-2004)7、《公路圬工桥涵设计规》 ( JTG D61-2005)8、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTG D62-2004)9、《公路桥涵地基与基础设计规》 ( JTG D63-2007)10、《公路桥涵钢结构及木结构设计规》( JTJ 025-86 )11 、《公路桥梁抗震设计细则》 ( JTG B02-01-2008 )12、《公路排水设计规》 ( JTJ 018-97 )13、《公路桥涵施工技术规》 ( JTG/T F50-2011 )14、《公路工程基桩动测技术规程》 ( JTG/T F81-01 —2004) 其它有关道路及桥梁工程设计的规及规定。

小型单跨石拱桥计算书小型单跨石拱桥是一种常见的桥梁结构，通常用于跨越小河流、溪流或者人行道等场所。

它的设计和计算是桥梁工程中非常重要的一部分，本文将介绍如何进行小型单跨石拱桥的计算。

我们需要了解一些基本的概念和术语。

石拱桥是由一系列的拱石组成的，拱石之间通过砌体或者混凝土填充来连接。

拱石是承受桥梁荷载的主要构件，它能够将荷载通过拱腿传递到桥墩或者基础上。

拱腿是拱石的两端支承部分，它的设计是为了保证拱石的稳定和安全。

在进行小型单跨石拱桥的计算时，我们首先需要确定桥梁的几何参数，包括跨度、拱高、拱度等。

跨度是指桥梁两个支点之间的水平距离，拱高是指拱顶到桥梁水平面的垂直距离，拱度是指拱石所张开的角度。

确定了桥梁的几何参数后，我们可以根据力学原理进行荷载计算。

荷载可以分为静力荷载和动力荷载两种。

静力荷载包括自重荷载、活荷载和温度荷载等，动力荷载包括风荷载、地震荷载等。

在计算中，我们需要考虑这些荷载的作用，并确定其大小和作用点位置。

在确定荷载后，我们可以根据力学原理进行内力计算。

内力是指拱石在受到荷载作用时所产生的力和力矩。

通过计算内力，我们可以评估桥梁的承载能力和安全性能。

同时，我们还需要考虑拱石的材料特性，如弹性模量、抗压强度等，以确定拱石的变形和破坏情况。

为了确保桥梁的安全性能，我们还需要进行一些限制条件的考虑。

例如，拱石的最大应力不能超过其抗压强度，拱腿的最大位移不能超过规定值等。

通过对这些限制条件的考虑，我们可以确定合适的拱石形状和尺寸，以确保桥梁的稳定性和安全性。

在进行小型单跨石拱桥的计算时，我们可以借助计算机软件来进行分析和设计。

计算机软件可以帮助我们快速、准确地进行力学计算和结构分析，同时还可以提供可视化的结果和报告。

通过使用计算机软件，我们可以更好地了解桥梁的结构和性能，从而进行合理的设计和优化。

小型单跨石拱桥的计算是桥梁工程中非常重要的一环。

通过合理的设计和计算，我们可以确保桥梁的稳定性和安全性，为人们的出行提供便利。

2 主拱圈截面几何要素计算2.4 主拱圈横截面尺寸及几何要素的计算2.4.1 拱圈宽度的拟定在大跨径桥中，为了减小拱圈宽度，常将人行道布置在钢筋混凝土悬臂上。

采用悬臂式人行道结构，用钢量虽然比不设悬臂多，单减少了主拱圈宽度及墩台尺寸，节省较多的圬工量。

公路拱桥主拱圈宽度一般大于跨径的120。

综合考虑上述因素，拱圈的宽度应是行车道宽度和人行横道宽度之和，即本桥拟采用10.0m 主拱圈宽度(分左右主拱圈两部分)，人行道相对于主拱圈的悬出宽度为0.25m 。

2.4.2 主拱圈高度及主要构造的尺寸拟定本桥采用闭和多室箱形拱截面，主拱圈高度的经验公式为《拱桥设计手册》式2-7：0100L d k α=+（） （1）其中：d ——主拱圈厚度(cm )； L 。

——主拱圈净跨径（cm ）； α——系数，单室箱α=70，多室箱α=60；k ——荷载系数，公路-I 级（即“汽车-超20级”）时可取1.0。

90100(60) 1.0150100d cm ⨯=+⨯=1）主拱圈的拱箱组合拟定本桥为缆索吊装箱形拱桥，主拱圈总宽度为10.0m ，由6个宽度为1.56m (156cm )的闭合矩形拱箱组成,盖板与横隔板用25号混凝土预制、10号水泥砂浆砌筑，箱底与箱壁用40号混凝土配合HRB335热轧钢筋预制，箱壁与盖板顶用40号混凝土现浇封闭，形状及结构各部分尺寸如下图(图1和图2)所示。

图1 单幅主拱圈全截面形式布置图单位：mm图-2 箱体形式布置图单位：mm2）箱形截面的几何性质①横隔板挖空面积:A=(1.56-2⨯0.04-2⨯0.1-2⨯0.1) ⨯(1.5-2⨯0.1-2⨯0.1-0.1)-4⨯0.5⨯0.1⨯0.1 1=1.08⨯1-0.02m=1.062②截面积:A=10.0⨯1.5-2⨯0.04⨯1.2-6⨯1.06=8.5442m③绕箱底边缘的静矩:1.5 1.2 1.220.110.0 1.52 1.2 1.20.04(0.3)6 1.06(0.10.2)222S -⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+-⨯⨯++ =6.058323m ④主拱圈截面重心轴:重心轴距离下边缘的距离：Sy A=下 （2）6.058320.709268.544S y m A ===下重心轴距离上边缘的距离： 1.50.709260.79074y m =-=上 ⑤主拱圈截面绕重心轴的惯性矩：主拱圈截面绕重心轴的惯性矩采用逆减的方式，用大矩形的惯性矩减去横隔板挖空部分的惯性矩和壁板外的空白部分的惯性矩。

石拱桥设计方案一、工程概述本次设计的石拱桥将跨越一条宽度为具体宽度米的河流，桥梁的设计荷载为具体荷载等级，主要服务于行人及非机动车通行。

二、设计依据1、相关的桥梁设计规范和标准，如《公路桥涵设计通用规范》等。

2、地质勘察报告，了解桥址处的地质条件。

3、河道的水文资料，包括洪峰流量、水位等。

三、总体布置1、桥跨布置根据河道宽度和通航要求，确定桥跨为单孔或多孔。

单孔桥跨简洁美观，施工相对简单；多孔桥跨则可以更好地适应较宽的河道。

2、拱轴线选择常见的拱轴线有圆弧线、抛物线和悬链线等。

圆弧线简单直观，抛物线受力较为合理，悬链线则更接近拱的实际受力状态。

在本设计中，综合考虑各种因素，选择具体拱轴线类型。

3、矢跨比矢跨比是拱桥设计的重要参数，它直接影响到拱桥的受力性能和外观。

一般来说，矢跨比在具体范围之间较为合适。

经过计算和比较，本桥的矢跨比确定为具体数值。

四、结构设计1、拱圈拱圈是石拱桥的主要承重结构，采用具体石材类型砌筑。

拱圈的厚度根据计算确定，一般在厚度范围之间。

为了提高拱圈的整体性和稳定性，在拱圈内部设置具体的加强措施，如钢筋、拉杆等。

2、拱上建筑拱上建筑包括腹拱、侧墙和桥面系等。

腹拱可以减轻拱上建筑的重量，增加桥梁的美观性。

侧墙用于保护拱上填土和行人安全。

桥面系采用具体的桥面铺装材料和结构形式，以提供良好的行车舒适性。

3、桥台和桥墩桥台和桥墩采用重力式结构，由具体的石材或混凝土类型建造。

其基础根据地质条件选择合适的类型，如扩大基础、桩基础等。

五、施工方案1、拱圈砌筑拱圈的砌筑应按照设计要求进行，从拱脚向拱顶对称砌筑。

每块石料的加工精度要符合要求，砌筑时要保证灰缝饱满、错缝搭接。

2、拱上建筑施工在拱圈砌筑完成并达到一定强度后，进行拱上建筑的施工。

施工顺序依次为腹拱、侧墙和桥面系。

3、施工监控在施工过程中，要对拱圈的变形、应力等进行监控，及时发现问题并采取相应的措施。

六、桥梁附属设施1、栏杆栏杆采用具体的栏杆材料和样式，高度不低于具体高度米，以保证行人安全。

结构设计知识：钢筋混凝土拱桥结构的设计与计算钢筋混凝土拱桥是一种经典的桥梁结构形式，具备较好的承载性、刚度和美观性，因此在城市公路以及高速公路等地方广泛应用。

本文旨在介绍钢筋混凝土拱桥的设计与计算，帮助读者更好地理解和应用该结构。

一、概述钢筋混凝土拱桥是一种优秀的结构形式，其主要特点是：柔性、宽度适中、结构紧凑、经济节约、做工优良、造型新颖，而且能够适应各种自然和人为条件。

在实际工程中，钢筋混凝土拱桥的设计和计算一般包括以下几个步骤：确定荷载和荷载组合，计算材料参数和几何参数，确定荷载和抗力，计算拱的受力状态和变形等。

二、设计及计算2.1基本参数确定除了确定桥的设计荷载、跨度、几何尺寸等基本参数以外，还需确定材料参数，这些参数通常包括弹性模量、单位重量等，这些参数能够反映材料的力学性能。

为了保证结构的可靠性，还需对材料进行适当的安全系数设计。

2.2拱轴线确定拱桥内的一条连续曲线称为拱轴线，拱轴线的选择对于桥梁的设计有着至关重要的影响。

选择合适的拱轴线既要满足结构力学的要求，又要满足美学和环境要求，同时还要考虑施工和使用的方便。

2.3稳定计算钢筋混凝土拱桥需要进行稳定计算，以确定结构的稳定性和安全性。

稳定性计算一般有以下几个方面：（1）弯扭稳定性：钢筋混凝土拱桥的稳定性与其扭曲性能有关，通过分析桥面板的扭转效应，可以计算拱的弯扭稳定性。

（2）屈曲稳定性：承制重荷将导致钢筋混凝土拱桥产生屈曲，因此需要对拱进行屈曲稳定性的计算。

在这个过程中，需要进行一系列的结构力学分析，以计算出拱的屈曲强度。

（3）偏心稳定性：在荷载作用下，拱桥会出现偏心力矩，导致拱的变形甚至破坏。

因此需要对偏心稳定性进行计算，以确定拱的安全性。

其中，偏心力的大小与拱轴线的选择、荷载的大小、位置等有关。

2.4拱梁受力计算拱梁受力计算是钢筋混凝土拱桥设计的核心部分，通常包括以下几个方面：（1）荷载分析：荷载分析是拱梁受力计算的重要步骤，需要确定桥面板和拱之间的力学关系。

拱桥简易受力计算公式拱桥是一种古老而又美丽的建筑结构，它以其独特的造型和稳固的结构受到了人们的喜爱。

拱桥的建造需要考虑到各种受力情况，以确保其稳固性和安全性。

在设计拱桥时，工程师需要对拱桥的受力情况进行计算，以确定其结构是否能够承受各种外力的作用。

本文将介绍拱桥的简易受力计算公式，帮助读者了解拱桥受力计算的基本原理。

拱桥的受力分析是一项复杂的工程学问题，需要考虑到拱桥的几何形状、材料特性、外力作用等多个因素。

在实际工程中，通常会采用有限元分析等复杂的数值计算方法来进行拱桥的受力分析。

但是，在一些简单的情况下，我们可以通过一些简易的受力计算公式来对拱桥的受力情况进行初步的估算。

拱桥的受力分析可以分为静力分析和动力分析两种情况。

静力分析是指在拱桥受到静止外力作用时的受力情况，而动力分析是指在拱桥受到动态外力作用时的受力情况。

在本文中，我们将重点介绍拱桥的静力分析，简要介绍拱桥的动力分析。

静力分析是指在拱桥受到静止外力作用时，通过平衡方程和材料力学原理来计算拱桥的受力情况。

拱桥的受力分析需要考虑到拱脚的受力情况、拱肋的受力情况以及拱圈的受力情况。

在进行拱桥的受力分析时，我们需要首先确定拱桥的几何形状和材料特性，然后根据静力平衡方程和材料力学原理来计算拱桥的受力情况。

拱桥的受力分析需要考虑到多个因素，其中最重要的是拱脚的受力情况。

拱脚是拱桥的支撑点，它承受着拱桥的整体重力和外力作用。

在进行拱脚的受力分析时，我们需要考虑到拱脚的水平受力和垂直受力。

水平受力是指拱脚受到的水平方向的外力作用，而垂直受力是指拱脚受到的垂直方向的外力作用。

通过平衡方程和材料力学原理，我们可以计算出拱脚的受力情况，从而确定拱桥的稳定性。

除了拱脚的受力情况，我们还需要考虑到拱肋的受力情况。

拱肋是拱桥的主要受力构件，它承受着拱桥的整体重力和外力作用。

在进行拱肋的受力分析时，我们需要考虑到拱肋的弯曲和剪切受力情况。

通过材料力学原理和结构力学原理，我们可以计算出拱肋的受力情况，从而确定拱桥的稳定性。