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L0?60m, 净矢高f0?10m,f0设计荷载：公路—II级汽车荷载，人群荷载
?1 L06
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B?9m，厚度D?1.3m，采用M10砂浆砌筑MU50粗
1
料石，容重为?1?25KNM3，抗压强度设计值：，抗剪强度设计值：
，弹性模量：E.?8085MPa。
m?2100fcd?2100?3851.2.2拱上建筑尺寸及材料
1）主拱圈每半跨布置4个圆弧形腹拱圈。腹拱圈厚度d?0.35m，净跨
kNf1?1m，采用M10砂浆砌筑MU40块石，容重为?2?24m3。
L1?4m，
2）拱上横墙为横墙式。纵桥向宽为0.8m，采用M7.5砂浆砌筑MU40块石，容重为
?2?24kNm3。
3）拱上侧墙用直立式等宽构造。顶宽1m, 采用M7.5砂浆砌筑MU40块石，容重为
?2?24kNm3。
4）拱顶填料采用M7.5砂浆砌筑MU30片石，容重为1.2.3桥面系
?3?23kNm3。
5）拱顶填料、桥面系（桥面、人行道、栏杆）换算厚度为0.5m，容重为
?3?24kNm3。
2.桥跨结构计算 2.1确定拱轴系数
拱轴系数m的确定，一般采用“五点重合法”进行试算。先假定一个m值，定出拱轴
线，根据拟定的上部构造各部分的几何尺寸，计算半拱恒载对拱脚截面形心的弯矩
ll和
自拱顶至4跨的恒载对4跨截面形心的弯矩
。其比值。求得后，
可由中反求m值。若求得的m与假定的m不符，则将求得的m作为
假定值，重复上述计算，直到两者接近为止。 式中：y1/4－L/4截面处的拱轴线坐标值；
2
f0－拱轴线计算矢高；
?M14－拱顶至拱跨L/4截面自重对L/4截面的弯矩值；
?M假定
j－拱顶至拱脚截面自重对拱脚截面的弯矩值。
1）拱轴线拱脚处切线与水平线交角
?j
f10tan?j??表（III）-2值??479268.??079878.???1000L1000?60??j?tan?1(0.79878)?38.6171（以下表值均见《手册》），
，
sin?j?0.6241cos?j?0.7813，
2）拱脚投影 水平投影
x?dsin?j?0.8113m，竖向投影
y?dcos?j?1.0157
3）计算跨径和计算矢高 计算跨径计算矢高
l?l0?x?60.8113m
f?f0?yf2?d?10.14213m2 6
计算矢跨比：l4）拱圈坐标
?1将拱圈沿计算跨径等分24份，每等分长
坐标原点（图2），拱轴线上各截面的纵坐标
?l?l24?2.5338m。以拱顶截面形心为
yi???表（III）-1值???f，相应的拱背曲面的
??y1?y1坐标
D2cos????y1?y1，相应拱腹坐标
D2cos?，具体位置见图，计算见表2-1。
拱圈坐标计算表 表2-1
截面号 1 拱脚0 x 2 30.40567 y1/f 3 1 y1 4 10.14213 cos? 5 0.781135 D/2cos? 6 0.832123 y' 7 9.310007 y'' 8 10.97425 3
截面号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 拱顶12 x 27.87187 25.33806 22.80426 20.27045 17.73664 15.20284 12.66903 10.13522 7.601419 5.067612 2.533806 0 y1/f 0.814023 0.653415 0.515413 0.397643 0.298078 0.215006 0.146997 0.09288 0.051726 0.022826 0.005682 0 y1 8.255926 6.627021 5.227388 4.032947 3.023148 2.180617 1.490858 0.942004 0.524612 0.231501 0.057627 0 cos? 0.822441 0.859036 0.89068 0.917425 0.939539 0.957429 0.971561 0.982402 0.990368 0.995805 0.998964 1 D/2cos? 0.79033 0.756662 0.729779 0.708505 0.691829 0.678902 0.669026 0.661644 0.656321 0.652738 0.650674 0.65 y' 7.465596 5.870358 4.497609 3.324442 2.331319 1.501715 0.821832 0.28036 -0.13171 -0.42124 -0.59305 -0.65 y'' 9.046256 7.383683 5.957167 4.741452 3.714976 2.859518 2.159884 1.603648 1.180934 0.884239 0.708301 0.65
5）腹拱圈
sin?j?22.5?0.8 ; cos?j?0.6
水平投影x?dsin?j?0.35?0.8?0.28m 竖向投影y?dcos?j?0.35?0.6?0.21m
2.2恒载计算 2.2.1主拱圈恒载
主拱圈恒载计算半拱自重对L/4截面和拱脚截面的作用，计算如下：
P]A?l?0.53736?9?1.3?25?60.8113?9558.1863kN 0?12?[表(III)-19(7)A?l29?1.3?25?60.81132M1/4?[表(III)-19(7)]?0.12583?44
?34026.6075 kN?m
A?l29?1.3?25?60.81132Mj?[表(III)-19(7)]?0.51646?44
?139659.7130 kN?m
4