等截面悬链线空腹式板肋石拱桥毕业设计

'本科毕业设计设计题目：毕业设计选题报告姓名性别院系年级学号设计题目课题来源教师推荐课题类别应用研究选做本课题的原因及条件分析：一、原因1.随着国民生产力的提高，经济飞速发展，路桥建设进入高速发展的时代；现有道路的通行能力和路况已经严重制约着经济发展，为适应生产力发展的要求需要大力发展公路事业；2.石拱桥以其跨越能力大，能够充分就地取材，大量节省钢筋和水泥，耐久性能好外形美观，构造简单被广泛应用公路桥涵的建设中。二、条件分析1.在专业学习及实习中，较多地了解和接触桥梁的设计和施工技术，对本课题的顺利开展奠定了一定的理论基础；2.对桥梁设计和施工有浓厚的兴趣；3.对拱桥的设计理论、计算机绘图、EXCEL等软件在设计中的应用比较熟悉。指导教师意见：签名：2010年1月12日 院（系）毕业设计领导小组意见：（公章）2010年1月12日 毕业设计任务下达书院（系）专业学号姓名现将毕业设计任务下达书发给你。毕业设计任务下达书内容如下：一、毕业设计题目二、主要内容桥梁方案比选、桥梁上部结构设计、桥梁下部结构设计、桥梁支座的设计与选用、桥梁施工图设计三、具体要求不弄虚作假，严禁抄袭他人成果，独立完成；结合实际、内容充实、论据充分、理论正确、符合技术规范要求、有自己的观点；符合毕业设计撰写要求。四、主要参考文献《公路桥涵设计手册－拱桥（上册）》《公路桥梁施工技术规范（JTJ041-2000）》《公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）》《公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）》《公路桥梁施工手册》《道路桥梁工程施工手册（2003）》《中华人民共和国行业标准．公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004），北京：人民交通出版社，2004．》五、进程安排阶段起止日期主要内容一阶段3.8~3.25学习文献、收集资料、方案必选二阶段3.26~5.30根据所学课程完成设计初稿三阶段5.31~6.4与老师交流，在教师指导下进行初稿修改计任务下达书于2010年1月14日发出。毕业设计应于2010年6月4日前完成后交指导教师，由指导教师评阅后提交毕业论文（设计）答辩委员会。七、毕业设计任务下达书一式两份，一份给学生，一份留学院（系）存档。指导教师：签发于2010年1月14日分管院长（主任）：签发于2010年1月14日 毕业设计开题报告姓名性别院系土木工程学院年级学号预计完成时间3月8日至6月4日设计题目课题来源教师推荐课题类别应用研究指导教师毕业设计实施方案：结合毕业实习有关内容，在查阅大量文献资料的基础上，通过与指导教师反复讨论，确定毕业设计题目。本设计具体实施方案如下：收集资料阶段：通过对桥梁的了解，在课本上查一些桥梁知识，去图书馆收集相关资料，列出几个方案可供选择，以便确定桥型。初步设计阶段：对该选定的桥型，通过它的一些地质资料，来确定桥的一些具体指标，比如桥宽，跨径，孔数等等。绘图阶段：根据选定的桥型，并参考标准图画出方案比选图和一些桥梁的构造图、横断面图、纵断面图、立面和侧面图。正式设计阶段：根据前面确定的桥梁的具体尺寸、设计荷载来进行桥梁的具体结构设计和配筋计算，并进行整体验算。设计主要内容（提纲）：1.设计说明4.下部结构计算2.方案比选5.拱桥设计图3.上部结构计算6.致谢指导教师意见：签名：2010年3月8日院（系）毕业设计领导小组意见：（公章）2010年3月8日（签章）年月日 毕业设计结题报告姓名性别院系年级学号设计题目课题来源教师推荐课题类别应用研究指导教师本课题完成情况介绍（包括研究过程、实验过程、结果分析、存在的问题及应用情况等。）本次设计针对等截面悬链线空腹式板肋石拱桥的上、下部结构情况进行了设计计算以及设计图的绘制，综合运用了所学知识。在设计过程中，板拱采用了板肋式横截面，增加了抗弯刚度，节省材料。拱上建筑构造采用了空腹式拱式拱上建筑，减轻了自重，增加了美观。由于地质条件良好，选用重力式桥台。经过本次设计，本人学到了不少知识，除了专业上的知识还有计算机和英语方面；设计中不仅仅应用了已有的成果，同时还有个人创新。由于悬链线拱桥拱轴系数的选用需要反复试算，而且有一套固定的试算模式，所以设计了EXCEL表格的自动计算，使得试算更加简便，这是本次设计的一个创新之处。由于桥梁在交通工程中的重要地位，桥梁工程一定会得到更好的发展，桥梁的设计理论会进一步的完善。指导教师意见：签名：2010年6月4日院（系）毕业设计领导小组意见：（公章）2010年6月4日设计成绩 毕业设计成绩评定表院（系）：学号：姓名设计总成绩：设计题目指导教师评语评定成绩：签名：年月日评阅人评语评定成绩：签名：年月日答辩小组评语答辩成绩：组长签名：年月日注：1、设计总成绩=指导教师评定成绩（50%）+评阅人评定成绩（20%）+答辩成绩（30%）2、将总成绩由百分制转换为五级制，填入本表相应位置。 目录1概述···············································································································11.1工程概况····································································································11.2技术标准及采用规范······················································································12方案比选·········································································································12.1方案一预应力混凝土简支板桥········································································22.2方案二等截面悬链线石板拱桥········································································22.3方案三等截面悬链线板肋式石拱桥····································································33上部结构计算···································································································33.1设计资料····································································································33.1.1设计荷载·······························································································33.1.2跨径及桥宽····························································································33.2主要构件尺寸设计及材料·················································································3 3.2.1主拱圈··································································································33.2.2拱上建筑·······························································································43.3选定拱轴系数·······························································································53.3.1上部结构几何特性····················································································53.3.2上部结构自重···························································································73.3.3验算拱轴系数························································································103.4拱圈弹性中心及弹性压缩系数··········································································113.5主拱圈截面内力计算······················································································113.5.1恒载内力计算·························································································113.5.2活载内力计算·························································································123.5.3温度内力计算·························································································163.6主拱圈截面强度验算·····················································································163.7主拱圈整体“强度---稳定性”验算 ·······································································213.7.1拱圈整体“强度---稳定性”验算所用的荷载效应·················································213.7.2拱圈整体“强度---稳定性”验算······································································223.8拱脚截面直接抗剪强度验算············································································243.8.1拱脚截面直接抗剪强度验算所用的荷载效应····················································243.8.2拱脚截面直接抗剪强度验算·········································································253.9主拱圈裸拱强度验算·····················································································263.9.1弹性中心的弯矩和推力·············································································263.9.2截面内力·······························································································263.10主拱圈裸拱整体“强度---稳定性”验算································································284下部结构计算··································································································284.1设计资料····································································································284.2桥台设计几何尺寸·························································································284.3桥台台身自重及其顶上的汽车和人群荷载····························································30 4.4拱跨结构通过拱脚对台身产生的作用效应····························································334.5台身后土侧压力···························································································334.6台身底作用效应汇总····················································································344.7台身底截面承载能力极限状态验算····································································354.7.1较大竖向力设计值···················································································364.7.2较大偏心距设计值···················································································374.8地基承载力验算··························································································384.9基础稳定性验算··························································································404.9.1抗倾覆稳定性验算···················································································404.9.2抗滑动稳定性验算···················································································405总结·············································································································40参考文献··········································································································41致谢 ················································································································42 摘要：本设计的主要内容包括方案比选，上部结构设计计算，下部结构设计计算。其中水文计算的资料和数据为市水文局提供。通过水文计算确定桥长为47米，经方案的比较，确定等截面悬链线空腹式板肋石拱桥为最佳方案。对交通量进行了分析，查找相应技术规范，确定公路的等级以及设计需要的各种参数。最后确定桥面宽度为8.6米，两侧的人行道各宽0.8米，桥面铺装采用沥青混凝土，桥面采用2%的双向横披。拱上建筑构造采用了空腹式拱式拱上建筑，减轻了自重，增加了美观。由于地质条件良好，石材丰富，所以桥台选用了重力式桥台。本设计计算书包括拱轴系数的选定、不同截面的内力计算、拱圈在不同阶段的强度及稳定性验算、桥台和地基的承载力验算及基础的稳定性验算。关键词：板肋式石拱桥；空腹式；重力式桥台Abstract:Thedesignincludesthechoiceofdraftdesigns,thedesignofbearing,thecalculationofsuperstructureandsubstructure.Thelengthofthebridgewillbesetin47mthroughhydrologicalcomputation,whichisbasedonhydrologicaldatesuppliedbyhydrologicstation.Thebestchoiceamongthedraftdesignsisthestonearchbridgewhichwilladopttheformofuniformsectionandthetypeofcatenary.Indetail,themainarchringisinthetypeofboardtowhichseveralribsattachandtheconstructionislimosisonthetopofthearchring.Tomakethebridgemorereasonable,Ihavecarriedontheanalysistothevolumeoftraffic,searchedthecorrespondingtechnicalspecifications,determinedthelevelsoftheraodandfoundouttheparametersofthedesign.Ultimately,theclearwidthofdeckissetin8.6mwhichincludespedestrianwalkthatis0.8meachside.Thecoveringofdeckisasphaltconcrete.Thetransversegradeofdeckis2%bidirectionally.Thetypeoftheconstructiononthetopofmainarchringisalsoarch.Thisformwilleaseofftheself-weightandincreaseitsbeauty.Duetothefinegeologyconditionandtherichmaterialsofstones,thegravityabutmentisselectedintothedesign.Thebooksofthedesignandcomputationincludetheselectionofthearchaxiscoeffient,theinnerforcecaculationofdifferentsections,thestrengthandstabilitycheckingcomputationsofarchringinvariousstages,thebearingcapacitycheckingcomputationsoftheabutmentandfoudation,andthestabilitycheckingcomputationsofthebase.KeyWords:Stonearchbridgeinthetypeofribbedboard;Hollowgravityarch;gravitytypeabutment 1概述1.1工程概况（1）自然条件大桥位于农村地区，为满足当地经济日益发展的需要，方便周边农村与市区的联系，带动周边市民的经济，考虑到现有桥梁通行能力不足的现状，经建设局的批准，我院受委托承担了本桥的设计工作。组织工程技术人员现场勘察，桥位区岩土层自上而下可分为六层：密实圆砾、粗砂、淤泥质粗砂、粗砂混粘性土、强风化细砂岩、弱风化细砂岩。结合工程实际，并经水文计算，遵照安全、适用、经济和美观的原则，经院内研究决定该桥采用47m等截面悬链线空腹式板肋石拱桥，下部结构采用重力式U型桥台。（2）施工条件当地劳动力供应充足，标段离乡镇较近，电力供应充足，施工期间用电搭接较方便、线路短，需与供电部门取得联系。湖常年有水，且标段范围内地下水较丰富，水质良好，可就近取用，交通状况一般。由于地势较平坦，场地平整及临时便道工程量较小。当地砂、石料资源丰富，采购、运输较为方便。主要的石料场有烟敦山采石场，可生产各种规格块石及片石，交通运输较便利。1.2技术标准及采用规范（1）设计荷载：公路-Ⅱ级；（2）桥面宽度：净-7+2×0.8m；（3）地震烈度：Ⅶ度；（4）设计洪水频率：1/100；（5）设计采用中华人民共和国交通部部标准：《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)；《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)；《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)；《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)；2方案比选在方案比选中，首先要把握的是四项主要标准：安全、经济、功能与美观。安全是桥梁结构设计的前提；经济是桥梁结构设计的保证；功能在桥梁结构设计中也不应忽视；美观是桥梁设计必须考虑的一部分；综合考虑以上四项标准来进行桥梁方案比选，最后的设计、施工将会变得容易，建成后的桥梁才是安全美、经济美、功能美与环境、视角美。-45- 无论桥梁跨度大小以及桥型如何，总需与环境协调，使人感到这是一种大自然环境中的点缀品，而不是与当地风景毫不相关的建筑物。桥梁总跨径根据水文资料确定，基本原则是：应使桥梁在整个使用年限内，保证设计洪水能顺利宣泄；避免过分压缩河床；避免因桥前壅水而淹没农田房屋，最终确定为跨径为47m。表2.1方案比选序号方案类别比较项目第一方案第二方案第三方案2-23.5m预应力砼简支板1-47m等截面悬链线石板桥1-47m等截面悬链线板肋式石拱桥1静定类型静定超静定超静定2内力情况简单简单简单3地基要求低高高4工艺技术要求一般工艺要求一般工艺要求技术比板拱先进，工艺要求比板拱严格5使用效果受力不如超静定结构好，行车条件差，存在伸缩缝，养护麻烦桥面平整，无伸缩缝，行车条件好，耐久性能好，使用寿命长桥面平整，无伸缩缝，行车条件好，耐久性能好，使用寿命长6造价及用材造价高，用钢筋较多，木材水泥和劳动力消耗较多附近石材丰富，造价低，不用钢材，木材水泥和劳动力消耗较多附近石材丰富，造价低，不用钢材，木材水泥和劳动力消耗较多7施工工厂预制，施工周期短现场拼接，施工周期较长现场拼接，施工周期长8下部结构需两桥台，一桥墩，工程量大一跨过河，只需两桥台一跨过河，只需两桥台2.1方案一预应力混凝土简支板桥本方案设计为静定结构，受力简单，但受力情况不合理，行车条件差，存在伸缩缝，养护麻烦。装配式板桥是通过铰缝传递横向荷载，整体性差，因而，在通过特殊重载车时无超载挖潜能力。跨径超过一定限制时，截面便要显著加高，从而导致自重过大，截面材料使用上的不经济。使用钢筋及混凝土较多，运输不便，且施工机械用电量多，施工器械复杂。下部结构还有河中的桥墩，需围堰现浇，施工复杂，危险系数高。2.2方案二等截面悬链线石板拱桥本方案为三铰拱结构，是超静定结构，受力分析复杂，但只是承受很小的弯矩，以承受压力为主，所以能够充分发挥石材抗压能力强的特点。而且其跨越能力大，中途无伸缩缝，行车平顺稳定。而且附近石材丰富，便于就地取材，直接降低了造价。石拱桥在我国应用广泛，造型美观，稳定性好,承载能力强,耐久性能好，施工技术纯熟，能够保证安全性。-45- 虽然对地基条件要求较高，但所处地区地质条件良好，完全能够达到承载力的要求。一跨过河，避免了在河中施工下部结构的麻烦。2.3方案三等截面悬链线板肋式石拱桥与方案二相比，只是在板上多加了三根肋，所以拥有方案的所有优点。但是由于多加了三根肋，即在板中纵向部分挖空，因此增加了抗弯刚度，可以节省材料。与方案二相比，在功能上更胜一筹。经过仔细的比较，方案三从使用功能、经济因素等方面都优异于其他方案。所以本设计采用方案三。3上部结构计算3.1设计资料3.1.1设计荷载公路Ⅱ级，人群荷载33.1.2跨径及桥宽净跨径,净矢高,桥面净宽为净3.2主要构件尺寸设计及材料3.2.1主拱圈主拱圈采用两肋式“山”字形截面，其宽度为8.8，主拱圈厚度1.1，底板厚0.4，两肋同高(见图3.1)。主拱圈采用10号砂浆砌60号块石筑成，材料容重，抗压极限强度，砌体弹性模量。图3.1主拱圈横断面图(尺寸单位:)-45- 3.2.2拱上建筑(1)拱顶包括桥面系的高度为0.8，所用的计算厚度为0.5，平均重力密度。(2)拱腔填砂砾石填料，小石子混凝土砌块或片石侧墙，平均容重。(3)主拱圈上每半跨布置3个圆弧形腹拱，腹拱圈净跨径，腹拱厚度，净矢高，矢跨比。(4)腹拱座（墩帽）宽，均选用10号砂浆砌50号块石筑成，砌体容重，低标号素混凝土护拱。(5)腹拱墩宽60，每个横向挖2个1.7宽的人孔(见图3.3)。图3.2主拱圈上之半跨(尺寸单位：)图3.3人孔示意图(尺寸单位：)-45- 3.3选定拱轴系数3.3.1上部结构几何特性(1)主拱圈截面积：静矩（对下边缘）：中性轴：惯性矩：回转半径：拱脚投影及倾角函数:假定m=1.756，,查《拱桥》上册表（Ⅲ）-20（3）得计算跨径及矢高：主拱圈截面坐标:将拱中性轴沿跨径24等分，每等分长，每等分点拱轴线的纵坐标，相应拱背曲面的坐标，拱腹曲面相应点的坐标，具体位置见图3.4，计算见表3.1。-45- 图3.4具体位置图表3.1主拱圈截面坐标表截面号123456789023.800919.514300.747660.865230.606028.6490710.1203121.81750.8255837.854840.785640.823410.576737.031448.43157219.83410.6713616.387530.821470.787490.551575.600046.93910317.85070.5358855.098570.854690.756880.530134.341695.62870415.86730.4178803.975840.884910.731030.512033.24484.48787513.88390.3162373.008770.911850.709440.496902.299343.50568611.90050.2300002.188290.935310.691640.484441.496652.6727379.917040.1583591.506680.955160.677270.474370.829411.9810587.933630.1006410.957530.971370.665970.466450.291561.4239895.950230.0563020.535670.983940.657460.46050-0.121780.99617103.966820.0249250.237140.992870.651550.45635-0.414400.69350111.983410.0062170.059150.998220.648050.45391-0.588900.51306120.00.00.01.00.64690.4531-0.64690.4531(2)拱上结构a.腹拱拱脚投影由，得,投影，b.腹拱重力作用横坐标1号横墙：2号横墙：3号拱座：-45- 空实腹段界线：c.腹拱墩高度h主、腹拱圈拱顶的拱背在同一标高时，腹拱的起拱线至主拱拱背的高度，空、实腹段分界线的高度。这些高度均可利用表1-1的数值内插得到，也可以用悬链线公式直接算得。具体计算结果见表3.2。表3.2腹拱墩高度表项目1234561号横墙19.25090.808830.940655.9906390.66760332号横墙14.35090.602960.701223.2230180.46742933号拱座9.72290.408510.475091.4471910.3032655空、实腹段分界线9.64490.405230.471281.4236390.30065444.822450.202620.23563——0.1462482(续表)项目17891号横墙0.8316906-0.130914.89972号横墙0.9059182-0.067182.19583号拱座0.9569619-0.029090.4581空、实腹段分界线0.9576536-0.028611.39500.9894743————3.3.2上部结构自重：(1)主拱圈(2)拱上空腹段a.腹孔上部(见图3.4)腹拱外弧跨径：腹拱内弧半径：-45- 图3.5腹孔上部腹拱圈重：腹拱的护拱重：路面及桥面系重：腹拱墩以上部分（见图3.5）：图3.6腹拱墩以上部分一个腹拱重：b.腹拱墩重1号腹拱墩：-45- 2号腹拱墩：3号腹拱墩：腹拱集中恒重：(3)拱上实腹段拱顶填料及桥面系：曲边三角形块(见图3.6)：图3.7曲边三角形块-45- 3.3.3验算拱轴系数上部结构的恒载对拱跨截面和拱脚截面的力矩比值符合等于接近选定的系数相应的值的条件，则选定的系数可作为该设计的拱轴线系数使用。(1)半拱恒载对拱跨截面和拱脚的力矩半拱恒载对拱跨截面和拱脚的力矩计算及结果见表3.3。表3.3半拱恒载对拱跨截面和拱脚的力矩分块号恒重1/4截面拱脚截面力臂力力臂力矩P0-124241.65911580.73848023.6853P131487.273　6767.0921P141213.180　11464.5529P15447.914975.3566305.7389P16848.7516007.46116107.9822P17742.2163457.15212289.858P18544.4953813.29110293.0302合计9525.489　25833.998111251.9397(2)验算拱轴系数设计的拱桥在主拱圈两截面的恒重力矩比值：假定的拱轴系数，相应的，则(半级)，说明假定的拱轴系数与该设计的拱轴线接近，可选定作为设计的拱轴线系数。-45- 3.4拱圈弹性中心及弹性压缩系数3.5主拱圈截面内力计算大跨径拱桥应验算拱顶、3/8拱跨、1/4拱跨和拱脚四个截面，必要时应验算1/8拱跨截面。本例只验算拱顶，1/4拱跨，3/8拱跨和拱脚四个截面的内力。3.5.1恒载内力计算计算拱圈内力时，为利用现有的表格，一般采用所确定的拱轴线进行计算。但是在确定拱轴系数时，计算得的恒载压力线与确定的拱轴线很难在“五点”完全重合，本例中二者相差0.232211668-0.230003237＝0.002208。当这个偏差较大时，要用“假载法”计入其影响。(1)不计弹性压缩的恒载推力为单位拱宽的恒载推力为(1)计入弹性压缩的恒载推力（单位拱宽）见表3.4。表3.4计入弹性压缩的恒载内力项目拱顶3/8截面1/4截面拱脚0.00.53572.18839.51433.28192.74621.0936-6.232410.983940.935310.747661313.40351335.33831406.29951765.743450.397242.171316.7933-95.7070-45- 3.5.2活载内力计算(1)公路二级和人群荷载的内力单位拱宽汽车荷载式中，为车道数；为车道折减系数，双车道不折减，根据《规范》要求。单位拱桥人群荷载式中，为人行道宽度，根据《规范》要求不计弹性压缩的公路二级及人群荷载内力见表3.5。表3.5不计弹性压缩的公路二级及人群荷载的内力截面项目计算荷载影响线面积2/8.8pk2/8.8qkq人表(III)值乘数面积拱顶59.72851.78980.5450.0064ι214.50195相应H159.72851.78980.5450.06409ι2/f15.2636559.72851.78980.545-0.0051ι2-11.5336相应H159.72851.78980.5450.06255ι2/f14.896883/8L截面59.72851.78980.5450.00838ι218.9885相应H159.72851.78980.5450.06343ι2/f15.1064659.72851.78980.545-0.0078ι2-17.561相应H159.72851.78980.5450.06322ι2/f15.056451/4截面59.72851.78980.5450.00902ι220.43869相应H159.72851.78980.5450.04061ι2/f9.67166259.72851.78980.545-0.0098ι2-22.2968相应H159.72851.78980.5450.08603ι2/f20.48887拱脚59.72851.78980.5450.01817ι241.17195相应H159.72851.78980.5450.08887ι2/f21.16524相应V59.72851.78980.5450.1618ι7.7019759.72851.78980.545-0.0152ι2-0.7245相应H159.72851.78980.5450.03777ι2/f8.995288相应V59.72851.78980.5450.3382ι16.09893-45- （续表）截面项目表中值表中值*系数人群力或弯矩汽车力或弯矩拱顶0.0512.427227.91016170.9291相应H10.23221.160958.3256396.66026-0.012-0.5926-6.291-56.0401相应H10.12130.606458.1255762.884383/8截面0.05642.6828410.3574194.2269相应H10.2061.03018.2398988.56346-0.027-1.2814-9.5787-107.969相应H10.17520.8768.2126179.269781/4截面0.05972.8437311.1484206.4324相应H10.13570.67865.2754557.84183-0.028-1.3452-12.162-120.254相应H10.2061.030111.175798.19674拱脚0.05052.4043722.4574217.2976相应H10.19690.984511.544796.68368相应V0.29270.292654.2010731.26432-0.062-2.9523-0.3952-177.631相应H10.06230.31174.9065234.71689相应V0.93850.938488.7812384.86741注：在求拱脚相应反力V时，以公路II级等代荷载乘以全部反力影响线面积。计入弹性压缩的公路二级和人群荷载内力分别见表3.6，3.7。-45- 表3.6计入弹性压缩的公路二级汽车荷载内力项目拱顶3/8截面123456轴向力10.9839400.17852与M相应的H96.660362.884488.563579.2697与M相应的V96.660362.884490.009080.56361.11710.72671.02350.91611.11710.72671.00710.9014弯矩95.543262.157689.001979.6622170.929-56.0401194.2269-107.9686y=3.28192.74623.66612.38512.81082.5158174.5952-53.6550197.0377-105.4528（续表）项目1/4截面拱脚1278910轴向力0.935310.747660.353840.66408与M相应的H57.841898.1967496.683734.7169与M相应的V31.264384.867461.8424104.988493.048582.31520.66851.1348451.11740.40120.62521.0614320.83540.29997弯矩61.2172103.92792.213182.0152206.4324-120.254217.2976-177.6309y=1.0936-6.23240.73101.24104-6.9639-2.5006207.1634-119.013210.3338-180.1315-45- 表3.7计入弹性压缩的人群荷载内力项目拱顶3/8截面123456轴向力10.9839400.17852与M相应的H8.32568.23998.212679.2697与M相应的V8.32568.37448.346780.56360.09620.09520.09490.91610.09620.09370.09340.9014弯矩8.22948.28078.253479.66227.910210.3573-9.5787-107.9686y=3.28192.74620.31580.2615120.26062.51588.225910.61887-9.3181-105.4528（续表）项目1/4截面拱脚1278910轴向力0.935310.747660.353840.66408与M相应的H5.275511.175811.54474.9065与M相应的V4.20118.78125.640311.948711.42139.49990.06100.12920.13340.05670.05700.12080.09980.0424弯矩5.583311.827911.32169.457511.1484-12.161922.4574-0.3952y=1.0936-6.23240.06670.1412-0.8315-0.353411.2151-12.020621.6259-0.74863.5.3温度内力计算-45- 拱圈合拢温度15拱圈砌体线膨胀系数10号砂浆60号块石的弹性模量为变化温差15温度变化在弹性中心产生的水平力：单位拱宽的温度变化在弹性中心产生的水平力：拱圈温度变化内力见表3.8。表3.8温度内力项目温度上升拱顶3/8截面l/4截面拱脚10.983940.935310.74766y=3.28192.74621.0936-6.23247.03836.92536.58305.2623-23.0988-19.3286-7.696943.8658注：1.温度下降时的内力与温度上升的内力符号相反；2.当砂浆为小石子混凝土时，应酌情计入徐变的影响。3.6主拱圈截面强度验算根据《桥规》规定，构件按极限状态设计的原则是：荷载效应不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值，即式中-----结构重要性系数，本题为二级设计安全等级为1.0；-----作用效应组合设计值，按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）的规定计算；()-----构件承载力设计值函数；-----材料强度设计值；-----几何参数设计值，可采用集合参数标准值，即设计文件规定值。按《通规》公式（4.1.6-1），结构按承载能力极限状态设计的基本组合为：式中-----永久作用效应分项系数，分为对结构承载不利和有利两种情况，所以本例分别取1.2和1.0各自验算；-45- -----汽车作用效应分项系数，取为1.4；-----人群或温度作用分项系数，人群作用和温度作用效应都取1.4；-----组合系数，当人群作用和温度作用组合时取为0.7；-----分别对应的作用效应标准值；荷载效应不利组合设计值见表3.9。表3.9荷载效应不利组合设计值编号荷载效应拱顶3/8截面12345671恒载50.39721313.403542.17131335.33832汽车荷载174.595295.5432197.037789.00193汽车荷载-53.655162.1576-105.452879.66224人群荷载8.22598.229410.61898.28075人群荷载-5.98288.0317-9.31818.25336温度上升-23.09887.0383-19.32866.92537温度下降23.0988-7.038319.3286-6.92538永久作用系数1.2恒+汽+人+温升290.33461724.8070317.92281741.91059恒+汽+人+温升-43.14041677.8735-125.10211728.808110恒+汽+人+温降335.60831711.0119355.80671728.337011恒+汽+人+温降2.13321664.0784-87.21811715.234512永久作用系数1.0恒+汽+人+温升280.25521462.1263309.48851474.842813恒+汽+人+温升-53.21991415.1928-133.53631461.740414恒+汽+人+温降325.52881448.3312347.37241461.269315恒+汽+人+温降-7.94621401.3977-95.65241448.1669-45- （续表）编号荷载效应1/4截面拱脚1238910111恒载16.79331406.2995-95.70701765.74342汽车荷载207.163461.2172210.333892.21313汽车荷载-119.0134103.9270-180.131582.01524人群荷载11.21515.583321.625911.32165人群荷载-12.020611.8279-0.74869.45756温度上升-7.69696.583043.86585.26237温度下降7.6969-6.5830-43.8658-5.26238永久作用系数1.2恒+汽+人+温升313.62841785.1865243.80082264.24269恒+汽+人+温升-165.79011851.1000-324.77752248.138610恒+汽+人+温降328.71441772.2838157.82372253.928511恒+汽+人+温降-150.70411838.1973-410.75462237.824612永久作用系数1.0恒+汽+人+温升310.26981503.9266262.94221911.093913恒+汽+人+温升-169.14881569.8401-305.63611894.990014恒+汽+人+温降325.35581491.0239176.96511900.779915恒+汽+人+温降-154.06281556.9374-391.61321884.6759按《规范》公式（4.0.5），截面强度按下式计算，式中：-----轴向力设计值；-----构件截面面积，每米拱宽为；-----10号砂浆砌60号块石砌体的轴心抗压强度设计值为（粗料石乘以1.2的系数）；-----偏心距和长细比对受压构件承载力的影响系数，见《圬工规范》第（4.0.6）条，-45- （4.0.6-1）（4.0.6-2）（4.0.6-3）-----分别为方向和方向偏心受压构件承载力影响系数；-----分别为方向和方向截面重心至偏心方向的截面边缘的距离；-----轴向力在方向和方向的偏心距，，；-----截面形状系数，山字形截面；-----弯曲平面内回转半径，,；-----与砂浆强度有关的系数，；-----构件在方向和方向长细比，当小于3时取为3。在截面强度验算中，不计，即取小于3取为3，这样公式（4.0.6-2），（4.0.6-3）等号右边第2项均为1.0；又，；；最后公式简化为，在验算中，偏心距限值为，当偏心距为正值时，式中取，当为负值时，取。拱圈各截面强度验算见表3.10-3.17。表3.10拱顶截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.2）作用效应+温升+温降+温升+温降1724.80701711.01201677.87301664.0784290.3346335.6083-43.14042.13320.16830.1961-0.02570.0013容许偏心距0.388140.388140.271860.388140.76570.70350.99310.999982969.77602728.71103851.94803878.4974-45- 表3.11拱顶截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.0）作用效应+温升+温降+温升+温降1462.12631448.33121415.19281401.39767280.2552325.5288-53.2199-7.94620.19170.2248-0.0376-0.00567容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.713560.639660.985360.999672767.60812480.99273821.79163877.2681表3.123/8截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.2）作用效应+温升+温降+温升+温降1741.91051728.33701728.80811715.2345317.9228355.8067-125.1021-87.21810.182510.20587-0.07236-0.05085容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.7341000.681740.9468770.9733872847.25502644.18823672.52283775.3455表3.133/8截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.0）作用效应+温升+温降+温升+温降1474.84281461.26931461.74041448.1669309.4885347.3725-133.5363-95.65240.209850.23772-0.09135-0.06605容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.672840.611200.916850.955522609.66912370.58573556.06693706.0562表3.141/4截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.2）作用效应+温升+温降+温升+温降1785.18651772.28381851.099961838.1973313.6284328.7144-165.7901-150.70410.175680.18548-0.08956-0.08198容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.749350.727470.919930.932392906.41682821.53873567.99783616.3420-45- 表3.151/4截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.0）作用效应+温升+温降+温升+温降1503.92661491.02391569.84001556.9373310.2698325.3558-169.1488-154.06280.206310.218209-0.107749-0.09895容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.680760.654200.886550.903282640.36842537.34023438.52263503.4130表3.16拱脚截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.2）作用效应+温升+温降+温升+温降2264.24262253.92852248.13862237.8246243.8008157.8237-324.7775-410.75500.107670.07002-0.14447-0.18355容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.890850.951150.806820.709453455.22503689.09153129.29902751.6412表3.17拱脚截面强度验算（单位拱宽,永久作用系数为1.0）作用效应+温升+温降+温升+温降1911.09391900.77991894.99001884.6759262.9422176.9651-305.6361-391.61320.137590.09310-0.16127-0.20779容许偏心距0.388140.388140.271860.271860.831990.916380.766110.645323226.92683554.21992971.41412502.91053.7主拱圈整体“强度---稳定性”验算3.7.1拱圈整体“强度---稳定性”所用的荷载效应当拱上建筑的腹拱合拢以后，可考虑拱上建筑与主拱的联合作用。在共上建筑合拢以前，不能考虑拱上建筑与主拱的联合作用，所以拱的整体“强度---稳定”验算，仅考虑主拱圈自重和部分拱上建筑自重。如果不采用腹拱拱上建筑而采用梁(板)式拱上建筑,则应考虑全部自重和活载。半拱全部自重力为9525.48923，扣除桥面系部分的重力：-45- 得到（单位拱宽），这就是整体“稳定---强度”验算用的荷载。拱的推力影响线面积，按《拱桥》，取1/4拱跨处，与相应的影响线面积和与相应的影响线面积之和，得到拱的水平推力：拱的轴向力：轴向力偏心距可取水平推力计算时同一荷载布置的拱跨1/4处弯矩设计值除以轴向力设计值。均布荷载作用下拱跨1/4处正负弯矩影响线总面积，查《拱桥》数据计算为1/4拱跨处的弯矩值：温度上升赘余力，由于在合拢之前，裸拱受力时间不长，温度变化不大。所以温度作用效应乘以0.7。温度上升产生的轴向力按下式计算：温度作用的偏心距据算，可先计算温度作用下1/4跨弯矩，然后除以相应轴向力。温度上升时1/4跨弯矩为：3.7.2拱圈整体“强度---稳定性”验算当按《规范》第4.0.6条计算时，按《规范》第5.1.4条第2款第3项，如板拱拱圈宽度等于或大于1/20计算跨径时，砌体拱不考虑横向长细比对构件承载力的影响，可令小于3取为3。拱圈整体“强度---稳定性”验算所用作用标准值（1）的计算。验算所用公式为：式中：-----轴向力设计值；-----构件截面面积，每米拱宽为；-----10号砂浆砌60号块石砌体的轴心抗压强度设计值为（粗料石乘以1.2的系数）；-----偏心距和长细比对受压构件承载力的影响系数，见《圬工规范》第（4.0.6）条，（4.0.6-1）-45- （4.0.6-2）（4.0.6-3）-----分别为方向和方向偏心受压构件承载力影响系数，故；-----分别为方向和方向截面重心至偏心方向的截面边缘的距离；-----轴向力在方向和方向的偏心距，，；-----截面形状系数，山字形截面；-----弯曲平面内回转半径，,，此例；-----与砂浆强度有关的系数，；-----构件在方向和方向长细比，当小于3时取为3,在计算中本例为板拱，板拱拱圈宽度与跨径之比为8.8/47.6018大于1/20，可令小于3取为3。这样，公式（4.0.6-2）等式右边第2项为1.0，按《规范》公式（4.0.7-2）为：（其中，为无铰拱计算长度，为拱轴长度，）。(1)温度上升时的承载力(2)验算构件温度下降时的承载力-45- 3.8拱脚截面直接抗剪强度验算3.8.1拱脚截面直接抗剪强度验算所用的荷载效应(1)自重剪力和轴力自重产生的左拱脚反力，自表3.3合计得到：单位拱宽的左拱脚反力为：自重产生的左拱脚考虑弹性压缩的水平推力(单位拱宽)：自重产生的拱脚处的剪力为：自重产生的拱脚处的轴力为：(2)公路二级产生的拱脚处的剪力和轴力公路二级中的均布荷载不考虑弹性压缩的水平推力影响线面积可取拱顶处，与相应的水平推力的影响线面积和与相应的水平推力的影响线面积之和，可由表1-5查得，所以公路二级中的均布荷载产生的不考虑弹性压缩的水平推力为：公路二级中的集中荷载加载在拱顶产生的水平推力最大，其影响线的纵标值为1.16095，所以公路二级中的集中荷载产生的不考虑弹性压缩的水平推力为：公路二级荷载产生的考虑弹性压缩的水平推力为：-45- 此时，公路二级中均布荷载产生的竖直反力为：公路二级中的集中荷载产生的竖直反力为：（集中荷载计算剪力时乘以1.2)所以公路二级作用下产生的拱脚处的竖直反力为：所以公路二级作用下产生的拱脚处的剪力为：产生的拱脚处的轴力为：(3)人群荷载产生的拱脚处的剪力和轴力类似公路二级中的均布荷载，人群荷载加满桥长后产生的不考虑弹性压缩的水平推力为：考虑弹性压缩后的水平推力为：人群荷载产生的拱脚处的竖直反力为：所以人群荷载作用下产生的拱脚处的剪力为：产生的拱脚处的轴力为：(4)温度上升时产生的拱脚处的剪力和轴力(5)拱脚截面直接抗剪强度验算作用效应标准值汇总见表3.18。表3.18拱脚截面剪力及相应的轴力标准值（单位拱宽）效应作用剪力()轴力（）永久荷载62.90641700.8073汽车荷载22.3065143.2249人群荷载1.092320.7790温度上升4.67405.2623温度下降-4.6740-5.26233.8.2拱脚截面直接抗剪强度验算采用下式验算：-45- 式中-----结构重要性系数，本例取1.0；-----剪力设计值；-----受剪截面面积,；-----砌体或混凝土抗剪强度设计值,；-----摩擦系数，采用；------与受剪截面垂直的压力标准值。(1)温度上升(2)温度下降(3)不计温度作用均符合规定。3.9主拱圈裸拱强度验算本桥采用早期脱架施工，必须验算在裸拱自重内力作用下的强度和稳定性。3.9.1弹性中心的弯矩和推力3.9.2截面内力-45- 表3.19裸拱截面内力项目拱顶3/8截面1/4截面拱脚10.983940.935310.7476600.178520.353840.664080.00.53572.18839.51433.28192.74621.0936-6.2324表（Ⅲ）—19值（）00.031330.126380.52408表（Ⅲ）—19值()00.125670.394960.5508649.231829.4233-14.958734.6141572.0459582.4893657.3249747.7868按《规范》公式（4.0.5），截面强度按下式计算，此时，字母具体含义参考主拱圈截面强度验算时的公式。表3.20裸拱各截面强度验算表项目拱顶3/8截面1/4截面拱脚49.231829.4233-14.958734.6141572.0459582.4893657.3249747.78680.086060.05051-0.022760.04629容许偏心距0.388140.388140.271860.38814作用组合686.4551698.9872788.7899897.34410.927770.974050.994620.978143598.42483777.93323857.70463793.7613-45- 3.10主拱圈裸拱整体“强度---稳定性”验算拱的水平推力为，设计值为按《规范》5.1.4第2款规定，此时所用的轴向力设计值可按下列公式计算：（5.1.4）式中-----拱顶与拱脚的连线与跨径的夹角。轴向力偏心距可取拱跨1/4处弯矩设计值除以轴向力设计值，所以偏心距（式中各项参数的验算可参考拱圈的整体“强度----稳定性”中的计算）符合规定。4下部结构计算4.1设计资料上部结构本算例47等截面悬链线空腹式石砌板肋拱桥材料C20小石子混凝土砌片石，重力密度24，地基密实圆砾，容许承载力800～600填土18路面224.2桥台设计几何尺寸台后路基高度-45- 桥台两侧锥坡坡度1:1～1:1.5台口尺寸桥台其他尺寸（溜坡水平投影长度等于高度）（拟定）图4.1桥台立面图-45- 图4.2桥台横截面图4.3桥台台身自重及其顶上的汽车和人群荷载台身自重及其对台身底A点的弯矩标准值如表4.1。-45- 表4.1台身自重及其对台身底A点的弯矩标准值部分体积自重力对A点力臂对A点弯矩人行道2(0.8+0.3)0.213.520=5.94885.948824=114.18240.73+13.52/2=7.4900114.18247.4900=1069.35632(0.8+0.15)0.212.52=4.75764.757624=114.18247.4900114.18247.4900=855.2262路面(0.2+0.1)/2712.52=13.146013.14624=315.50407.490015.50407.49=2363.1250图①(2.5+0.83/2)0.738.6=18.300418.300424=439.20960.73/3[2.5+2(2.5+0.83)]/(2.5+2.5+0.83)=0.3823439.20960.3823=167.9098图②4.5(2.5+0.83)8.6=128.87108.871024=3092.90400.73+4.5/2=2.9800128.87102.9800=9216.8539图③1/2(6.01-4.5)(2.5+0.83-1.0)8.6=15.128715.128724=363.0888(6.01-5.23)/3+5.23=5.4900363.08885.49=1993.3575图④a522.0320(见说明)12528.76807.187590050.5200图④b527.3044(见说明)9491.48007.187568220.0125图⑤a125.0965(见说明)3002.31609.699829121.8647图⑤b20.2226(见说明)364.00639.69983530.7883图⑥128.1830(见说明)3076.39208.956327553.0897合计32930.6223234142.1039表中自重合计32930.6233，对A点的弯矩合计234142.1039，全部自重作用点距A点为：234142.1039/3290.6233=7.11016全部自重对台身底截面重心的偏心距为：12.62/2-7.11016=-0.80016(负值表示在截面重心以左，即远离桥孔一端)。全部自重对台身底截面的偏心弯矩为：32930.6223(-0.80016)=-26349.8772。表4.1说明(1)图1.2-1内④号为台口以上侧墙及其内填土（图4.3横截面内为④a及④b），其体积、自重、力臂、对A点弯矩，同时参阅图1.2-2，计算如下：a.侧墙体积侧墙自重力图4.3台口以上侧墙及填土体积计算草图(尺寸单位)侧墙立面对A点力臂-45- 侧墙对A点的弯矩b.填土体积填土自重力填土立面对A点力臂(同侧墙)填土自重对A点的弯矩(2)图1.2-1内⑤号为台口以下侧墙及其内填土(图1.2-1横截面内为⑤a及⑤b)，其体积、自重、对A点弯矩，同时参阅图4.4，计算如下：图4.4台口以下侧墙及填土体积计算草图(尺寸单位)a.侧墙体积侧墙自重力侧墙立面对A点力臂，先求⑤号面积的右上角B距离：力臂为侧墙自重对A点的弯矩b.填土体积填土自重力填土立面对A点力臂，同侧墙，为9.6998填土自重力对A点弯矩(3)图1.2-1内⑥号块，其体积、自重、对A点力臂、对A点弯矩，计算如下：体积自重力对A点力臂对A点弯矩表4.1说明完毕。在说明中，某些尺寸、体积、对A点力臂，取用近似值。桥台长度上的汽车荷载、人群荷载对台身底的压力及其偏心距。桥台长13.52，汽车荷载为双车道，其均布荷载为,作用点在台长中点，离A店为，偏心距为-45- (负值表示在中点以左)，其偏心弯矩为，人群荷载为3，人行道宽为，人群荷载为，偏心距同上述汽车均布荷载为-1.18，其偏心弯矩为，汽车集中荷载在拱的计算中已考虑，桥台未予考虑。表4.2台身顶汽车和人群荷载及其对台身底的弯矩标准值荷载竖向力()偏心距（）偏心弯矩()汽车212.94-1.18-251.2692人群64.896-1.18-76.57734.4拱跨结构通过拱脚对台身产生的作用效应拱脚处的竖向力和水平推力与上部结构中的拱脚截面直接抗剪强度验算所用的作用效应完全相同，现列入表4.3中。表4.3拱跨结构在拱脚处产生的作用效应汇总表荷载效应永久荷载水平推力11557.95079竖向反力9525.4892汽车荷载水平推力1072.6943竖向反力374.8641温度上升水平推力61.93724.5台身后土侧压力按《通规》第4.2.3条，台后主动土压力计算如下：《通规》(4.2.3-6)《通规》(4.2.3-5)式中：-----主动土压力标准值（）；-----土的重力密度，取；-----桥台宽度，为；-----计算土层高度，为；-----填土表面与水平面的夹角，为；-----台背与竖直面的夹角，为；-----土的内摩擦角，=；-----台背与填土的内摩擦角，=-----汽车荷载的等带土层厚度()。汽车荷载的等带土层厚度计算-45- 当=0时，破坏棱体破裂面与竖直面间夹角的正切值按下式计算：破坏棱体长度在破坏棱体长度内，每车道可布置2个140后轴和1个120前轴，两个车道为。计入土上汽车荷载等代土层厚度的土侧压力自台身底起土侧压力作用点土侧压力对台身底弯矩不计入土上汽车荷载等代土层厚度的土侧压力自台身底起土侧压力作用点土侧压力对台身底弯矩4.6台身底作用效应汇总台身底作用效应汇总如表4.4。-45- 表4.4台身底作用效应标准值汇总表项目作用或效应竖向力竖向力偏心矩竖向力弯矩水平推力水平推力力臂水平推力弯矩永久作用台身、填料自重32930.6223-0.8002-26349.877拱脚水平推力-11557.95072.8009-32372.549拱脚反力9525.48926.793764712.935土侧压力4165.75905.373022382.623(3832.6160)(4.3330)(16606.725)汽车荷载桥台长度上汽车荷载212.9400-1.1800-251.269拱脚水平推力-1072.69432.8009-3004.499拱脚反力374.86416.79372546.699人群荷载桥台长度上的人群荷载64.8960-1.1800-76.577拱脚水平推力-143.09752.8009-400.800拱脚反力114.24436.7937776.137温度上升拱脚水平推力-61.93722.8009-173.479注：(1)拱脚处的水平推力距台底中心的力臂为；(2)拱脚处的竖直反力距台底中心的力臂为；(3)水平推力正值表示推向桥孔，反之推向路堤。弯矩正值表示顺时针方向，反之逆时针方向；(4)括号内的数值表示不考虑土上的汽车荷载。4.7台身底截面承载能力极限状态验算按《规范》第4.0.5条，在表4.0.9规定的受压偏心距限值内，截面承载能力极限状态按《规范》公式(4.0.5)计算。(4.0.5)式中：—结构重要性系数，取1.0；—轴向力设计值；—按《规范》计算；—台身底截面面积；-45- —砌体轴心抗压强度设计值，取。按《通规》的规定，承载能力极限状态基本效应表达式为：式中：—作用效应设计值；—结构重要性系数，取1.0；—结构自重分项系数，取1.2或1.0；—土的自重分项系数，取1.2或1.0；—土侧压力效应分项系数，取1.4或1.0；-汽车作用效应分项系数，取1.4；—人群作用效应分项系数，取1.4；—除汽车作用效应外的其他可变作用效应的组合系数；、、—永久作用、汽车作用、人群作用与温度作用效应标准值。对台身底截面验算分两种情况进行，一种是永久作用分项系数取1.2，土侧压力取1.4，以取得比较大的竖向力；一种是永久荷载作用分项系数取1.0，以取得较大的偏心距。两种情况分别验算，以资比较。4.7.1较大竖向力设计值竖向力设计值弯矩设计值(土侧压力设计值内未计入汽车荷载等代土层，即取用表中括号内的数值)。偏心距，偏心距限值是0.6s=0.6×12.62/2=3.786m,符合规定。在y方向上，，故。（4.0.6-1）（4.0.6-2）（4.0.6-3）-45- 式中：，小于3取3上式中是近似的，因为桥台台身在竖向是变截面的，荷载也不在顶部，而在拱脚作用点或沿高度分布，现近似按上端自由、下端固结的等截面构件计算，取。符合规定。4.7.2较大偏心距设计值竖向力设值弯矩设计值(同第一项)偏心距-45- ，偏心距限值是0.6s=0.6×12.62/2=3.786m,符合规定。在y方向上，，故。符合规定。4.8地基承载力验算地基承载力按《公路桥涵地基与基础设计规范》和《公路桥涵设计通用规范》规定验算。地基承载力验算按荷载组合Ⅰ计算。即仅考虑永久荷载、汽车荷载、人群荷载。地基承载力验算可利用桥台台身底的承载力计算数据，但某些计算数据需作如下修改：1)永久作用增加基础自重，其竖向力为，基底无偏心。2)土侧压力由于填土高度增加了基础高度，重新计算如下：自基底起土压力作用点为土压力对基底弯矩为3)拱脚水平推力，其作用力臂为其对台身底的力臂再加1.5-45- 4)对于竖向力，由于台身底截面重心与基底重心一致，所以其偏心距一样。基底作用效应标准值如表4.5所示，根据《规范》规定，均采用标准值，不用设计值。表4.5基底作用效应标准值项目作用　竖向力竖向力偏心矩竖向力弯矩水平推力水平推力力臂水平推力弯矩永久作用台身、填料自重32930.622-0.8002-26349.877　　　基础自重4707.072　　　　　拱脚水平推力　　　-11557.9514.3009-32372.549拱脚反力9525.4896.793764712.935　　　土侧压力　　4768.0924.833023044.189汽车荷载桥台长度上汽车荷载212.940-1.1800-251.269　　　拱脚水平推力　　　-1072.6944.3009-3004.499拱脚反力374.8646.79372546.6992　　　人群荷载桥台长度上的人群荷载64.896-1.1800-76.577　　　拱脚水平推力　　　-143.0984.3009-400.800拱脚反力114.2446.7937776.137　　　合计47930.128　41358.048-8005.650　-12733.659注：本表参用了表1.2-4的数据，其不同处为：增加了基础自重；土压力不同；拱脚水平推力力臂增加1.5；不计温升。地基应力验算地基承压面积弹性抵抗矩地基承压应力463.0139270.1317。按《公路桥涵地基与基础设计规范》表2.1.2-6，密实圆砾容许承载力为800~600kPa,符合规定。-45- 4.9基础稳定性验算4.9.1抗倾覆稳定性验算《JTJ023-85规范》式中：y—基底截面重心轴至截面最大受压边距离，；—所有外力的合力R的竖向分力对基底重心的偏心距，，符合规定。4.9.2抗滑动稳定性验算桥台基底承受两个反向的水平推力，拱的水平推力推向台后，台后土压力推向台前。前者考虑为滑动力，后者考虑为稳定力。基底摩擦力应考虑为稳定力。，符合规定。5总结经过上述计算，发现主拱圈及桥台的各项承载力均符合要求，所以此采用拱桥的设计是合理的，能够承受各种荷载的综合作用，满足交通需求。而且节省了开支，外形美观，与周围景观协调一致，充分体现了拱桥的优点。通过这次设计了解了石拱桥设计的各个步骤，对石拱桥的施工过程及方法也有了进一步的了解，对计算机软件如EXCEL辅助计算，AUTOCAD辅助画图，WORD辅助排版能够熟练掌握。毕业设计是对四年专业知识和技能知识的一次系统复习和综合运用，它不仅仅是专业设计单方面的问题（如设计步骤和与设计相关的知识等），更是培养学生综合运用所学的知识分析、解决实际问题的能力、查阅资料的能力、使用规范尤其是使用新规范等的能力，它涉及到大学学习的方方面面。本次毕业设计使我不仅对以前所学专业知识有了更加系统的总结，同时在老师和同学的帮助下，也弥补了我在某些知识和能力方面的不足，我会更加注重设计能力方面的培养，为将来走上工作岗位进行设计工作时打好基础。-45- 参考文献：[1]刘长滨.土木工程概（预）算[M].武汉：武汉理工大学出版社，2004[2]公路工程技术标准（JTGB01-2003）[S].北京：人民交通出版社，2003[3]公路桥涵设计通用规范（JTFD60-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004[4]公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）[S].北京：人民交通出版社，2005[5]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）[S].北京：人民交通出版社，2000[6]辕伦一.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）条文应用算例[M].北京：人民交通出版社，2005[7]公路桥涵施工技术规范(JTJ041—2000)[S].北京：人民交通出版社，2000[8]刘培文.公路小桥涵设计示例[M].北京：人民交通出版社，2005[9]郑益民.桥梁工程CAD[M].北京：清华大学出版社，2006[10]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京：人民交通出版社，1995[11]陈忠延.土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册[M].北京：中国水利水电出版社，2000[12]张树仁.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理[M].北京：人民交通出版社，2004-45- 致谢本次毕业设计是在我的导师的亲切关怀和悉心指导下完成的。以前虽然学了关于这种桥型的一些知识，但学得比较浅，知识面也不够宽阔，刚开始做桥梁设计时无从下手，通常我都有很多问题要问老师，但老师都会不厌其烦地给我们讲解，还教给我们很多诀窍。在设计过程中必须综合运用所学的知识，比如说结构设计原理、结构力学、土力学等方面的内容，才能够顺利出色地完成任务。所以这次设计使得我不得不温习以前所学的知识，对整体的知识系统进行了一次完整的梳理。在温习过程中，我感觉到自己扎实的基本功给了我设计很大帮助，使我能够快速地回忆起以前所学的知识。这完全得益于所有专业课老师的谆谆教导，所以要感谢他们，他们辛勤的工作和不懈努力为我的学业顺利完成增添了筹码。在此，我还要感谢在一起愉快地度过大学生活的各位同门，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本设计的顺利完成。-45- 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　-45- 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-45- 注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它-45-'