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乌巢河大桥设计计算书
乌巢河大桥设计计算书
—、主拱圈设计
(一)、设计资料及基本数据
1、基本资料:
设计荷载:
汽——15级,挂--80
桥面净空:
净--7+2'0.5m安全带
主拱净跨:
Lo--120m
净矢跨:
fo=20m,fo/LO=l/5
主拱结构:
分离式石肋拱
拱轴线型:
悬链线拱轴线,m’1.543
拱上腹拱:
9—13m,fO/LO=1/7变截面圆弧衫
拱上立墙:
b二1.Om,0.8m
拱顶填料hs=0.15m混凝土路面
2、主要材料
主拱圈:
20#砂浆砌100#粗料石锒面
20#小石子混凝土砌100#块石腰排
腹拱圈:
15#小石子混凝土砌60#块石
立墙:
10#砂浆砌100#粗料石
桥面:
25#混凝土
3、主拱截面尺寸及几何性质
(1)截面积中性轴:
面积:
A=2'2.5叫.6二8.00m’中‘哇轴:
yr’l/2*1.6二0.800m
1.6-0.8二0.800m
(2),陨‘哇矩:
10二2*1/12*2.5*1.63二1.70667m4
W二2。
1/6。
2.5*1.62
(4)拱跨:
计算跨径:
120+2*0.8*0.65447二121.047m
计算矢高:
卜24+0.8—0.8*0.75609二24.195m
厶X----121.047/24二5.043625m
(5)拱趾几何数据:
(pk‘45‘42,44”
sin(Pk=O.65447
COS(Pk=O.75609
拱圈几何性质表
(2)
┌──┬──────┬─────┬─────┬────────────┬────────┬──────┬──────┐
│截│y,/f│h│cosqo│O’/2’O/(2*cosqo)│y,二一O’/2│yl+(1/2│X│
│间││││││││
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│0│1.000000│24.195│0.75609│1.058│23.137│25.253│60.52350│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│l│0.829330│20.066│0.79088│1.012│19.054│21.078│55.47897│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│2│0.677219│16.385│0.82411│0.97l│15.414│17.356│50.43625│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│3│0.542609│13.128│0.85535│0.935│12.193│14.063│45.39262│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│4│0.424565│10.272│0.88423│0.905│9.367│11.177│40.34900│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│5│0.322265│7.797│0.9104l│0.879│6.918│8.676│35.30537│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│6│0.235000│5.686│0.93360│0.857│4.829│6.543│30.36175│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│7│0.162162│3.924│0.95357│0.839│3.085│4.763│25.21812│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│8│0.103246│2.498│0.97012│0.825│1.673│3.323│20.17450│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│9│0.057841│1.400│0.98313│0.814│0.586│2.214│15.13087│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│10│0.025633│0.620│0.99248│0.806│—0.186│1.426│10.08725│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│1l│0.006397│0.155│0.99812│0.802│—0.647│0.957│5.04363│
├──┼──────┼─────┼─────┼────────────┼────────┼──────┼──────┤
│12│0.000000│0.000│1.00000│0.800│—0.800│0.800│0.00000│
├──┴──────┴─────┴─────┴────────────┴────────┴──────┴──────┤
│注:
表内第二栏查《拱桥手册》附录(111)表(111)——1│
│表内第四栏查《拱桥手册》附录(111)表(111)——20│
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
(二)恒载计算及拱轴系数的确定:
1、半跨两裸自重:
2791.861<覆町
力矩:
Mi’0.52435*L’/4*A*丁’0.52435*121.0479/4*8.0*2.4*10
368782.73正覆\f.m
:
88927.031<9町。
m
拱趾i茜砌部分:
P13二2.0*1.87*1.6*2.4*10二143.62KN
4#~0#变宽部分:
P14二20.1745*1.1008*1.2*1.6*2.4*10二1023.35KN
拱上构造恒重:
V114+V2+V4+V5
(39.24*14+268.259+11.52+141.481)*10二4761.96垦K町
P16‘V114+V2+V4+V6
(39.24*14+268.259+11.52+63.842)*10二3985.57取覆\f
P17‘V114+V2+V4+V7
(39.24*14+268.259+11.52+25.136)*10二3598.511<Ⅱ町
P18’V113.3+V3+V9
(39.24*13.3+134.13+120.741+1.999)*10二3090.591<覆呵半跨恒载、力矩列表(3)
┌────┬───────┬─────────────┬─────────────┐
│恒载编││l/4│拱脚│
│口│半跨恒载P(KN)│││
││├──────┬──────┼─────┬───────┤
│亏││力臂(m)│力矩(KN.m)│力臂(m)│力矩(KN.m)│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│0—12│12791.86││88927.03││268782.73│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│13│143.62│││1.2618│181.22│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│14│1023.35│││6.7248│6881.86│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│15│4761.96│││12.2235│58207.82│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│16│3985.57│││26.2235│104515.6│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│17│3598.51│9.96175│35847.46│40.2235│144744.67│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│18│3090.59│23.86175│73746.89│54.1235│167273.55│
├────┼───────┼──────┼──────┼─────┼───────┤
│∑│29395.46││198521.38││850587.45│
├────┴───────┴──────┴──────┴─────┴───────┤墙座:
’1/2'5.0*0.78*1.40*24.0=65.52KN
(7)3#立墙:
V7=233.36+18.00=251.36KN
(7.6*1.54*0.8+3.0*0.2*0.6)*24.0=233.36KN
1/2'5.0*0.3*1.0*24.0二18.001 (8)4#立墙座 注: V8=8.0*0.8*0.13*24.0二19.99KN (1)主拱圈计算Mj、M1/4系数查《圬工拱桥》附录 (1)表(10)。 (2)拱上构造参照示图计算过程从简、从略。 3#立墙计算式中的3.0*0.2*0.6为横系梁加宽部分。 (三)活载内力计算 汽· 15等代荷载计算: 车道数C=2,拱圈全宽B=8m,两肋宽B’二5m 按两肋宽计算活载效应;K1二2。 该桥地处峡谷人烟稀少,故不考虑人群荷载。 身座 墙墙等代荷载计算表(5) ┌────┬───┬────┬───────────────┬───────────────┬───────┐ │截│项目│单位│影响线面积。 │等代荷载│力或弯矩((d│ ││││├─────┬───┬─────┤│ │间││││K│K1│P二K*Kl│P)│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.00620L’二90.845│15.4│2│30.80│2798.03│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ │12#│H│KN│0.06300L’/f二38.153│9.6│2│18.20│732.54│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ │(拱顶)│Nmin│KN.m│—0.00522L2二—76.485│11.5│2│23.00│—1759.16│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.06325L‘/f二38.304│10.2│2│20.40│781.40│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.00829L’二121.468│15.2│2│30.40│3692.63│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.06294L’/f二38.116│10.6│2│21.20│808.06│ │9#││││││││ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmin│KN.m│一0.00782L’二一114.582│11.3│2│22.60│—2589.55│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.06330L’/f二38.334│士0.4│2│20.80│797.34│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.00919L’二134.655│15.1│2│30.20│4066.58│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.05578L’/f二33.780│11.1│2│22.20│749.92│ │8#││││││││ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmin│KN.m│一0.00906L’二132.75l│11.2│2│22.40│—2973.62│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.07046L’/f二42.670│10.5│2│21.00│896.07│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.00907L‘二132.897│15.0│2│30.00│3986.91│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.0468L’/f二24.636│11.6│2│23.20│571.56│ │6#││││││││ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmin│KN.m│—0.00967L’二141.688│11.1│2│22.20│—3415.47│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.08566L’/f二51.815│10.6│2│21.20│1098.48│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.00580L’二84.984│13.1│2│26.20│2226.58│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.02333L’/f二14.129│10.7│2│21.40│302.36│ │4#││││││││ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmin│KN.m│一0.00678L‘二99.343│12.2│2│24.40│—2423.97│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.01029L’/f二62.322│10.3│2│20.60│1283.83│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.00342L’二50.111│12.1│2│24.20│1212.69│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.02595L’/f二15.697│10.5│2│21.00│329.64│ │3#││││││││ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmin│KN.m│一0.00425L’二62.273│12.7│2│25.40│—1581.73│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.10029L’/f二60.735│10.2│2│20.40│1238.99│ ├────┼───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││Mmax│KN.m│0.001773L2二259.787│11.0│2│22.00│5715.31│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.08797L‘/f二53.274│10.3│2│20.60│1097.44│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ │0#│V│KN│0.5L二60.523│3.3│2│6.60│399.45│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ │(拱脚)│Mmin│KN.m│—0.001551L’二227.258│13.2│2│26.40│—5999.61│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││H│KN│0.03827L’/f二23.176│10.1│2│20.20│468.16│ │├───┼────┼───────────────┼─────┼───┼─────┼───────┤ ││V│KN│0.5L二60.523│7.5│2│15.00│907.85│ └────┴───┴────┴───────────────┴─────┴───┴─────┴───────┘ 挂一80验算荷载 车道数按一列挂车通过,无人群荷载 拱圈全宽B二8m,两肋宽5m。 按两肋宽验算。 │m: M,/4/Mj’198521.38/850587.45二0.2334七0.235(吻合)│ └────────────────────────────────────────┘ 拱车由系数验算: m’M1/4/Mj‘198521.38/850587.45 附拱上构造恒重如下: : 0.2334怨0.235(吻合) (1)、1m长桥面系: V1二栏杆+缘石+路面9.60+8.64+21.00二39.24KN 1#~3#立墙上腹拱: (3)、4#立墙上腹拱: (14*2.257—0.10804*12.3049) *8.0*22.0二2682.59KN 2414.82KN V4二8.0*1.0*0.6*24.0二115.20KN V5二639.02+691.7948+84.00二1414.81KN (7.6*6.86—3.4*4.21—1.5708*1.72)*0.8*24二639.02KN (7.6*6.86—3.4*4.21—1.5708*1.72)*1*24.0二691.79KN 1/2*5.0*1.0*1.4*24.0二84.00KN V6二572.90+65.52二638.42KN (7.6*6.04-3.4*3.39—1.5708*1.7’)*8.0*24.0二572.91 影响线面积由汽 等代荷载计算表 转抄。 ┌────┬───┬────┬────────┬───────────────┬───────┐ │截│项目│单位│影响线面积。 │等代荷载│力或弯矩(山│ ││││├────┬───┬──────┤│ │间││││K│Kl│P二K*Kl│P)│ ├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ ││MmaX│KN.m│90.845│398│1│398│3615.63│ │├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ │12#│H│KN│38.153│22.2│1│22.2│847.00│ │├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ │(拱顶)│Mmin│KN.m│一76.485│16.7│l│16.7│一1277.30│ │├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ ││H│KN│38.304│12.9│l│12.9│494.12│ ├────┼───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ ││MmaX│KN.m│121.468│38.5│l│38.5│4676.52│ │├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ ││H│KN│38.116│21.5│l│21.5│819.49│ │9#││││││││ │├───┼────┼────────┼────┼───┼──────┼───────┤ ││Mmin│KN.m│—114.582│17.? │1│17.7│—2028.10│ │├───┼────┼────────┼────┼───┼─────
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