重庆交通大学桥梁工程Ⅱ课程设计计算书.docx
《重庆交通大学桥梁工程Ⅱ课程设计计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重庆交通大学桥梁工程Ⅱ课程设计计算书.docx(70页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、.桥梁工程 II 课程设计 报告书姓 名: 专 业:桥梁工程 学 号:班 级:教 师:2015 年 6 月;.1七、主拱圈稳定性验算八、裸拱圈的强度和稳定性验算.目录一、设计资料- 二、拱圈几何性质-3 三、确定拱轴系数-3四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数-10 五、主拱圈截面内力计算-10 5.1 恒载内力-11 5.2 活载内力-115.2.1 汽车荷载-13 5.2.2 温度作用效应-16六、主拱圈截面正截面强度验算-226.1 正截面抗压强度验算-23 6.2 拱脚截面直接抗剪强度验算用的荷载效应-246.2.1 自重剪力-25 6.2.2.汽车荷载剪力-256.3 拱脚截面直接抗剪验算
2、-26-27 7.1 整体强度 -稳定性验算用的荷载-28 7.2 拱圈整体强度稳 -定性验算-30-318.2 截面内力-32 8.3 裸拱圈的强度及稳定性验算-34;.000 011.一、设计资料(一)、设计题目 1:等截面石拱桥设计与计算某空腹式悬链线石拱桥,净跨 L 60m,f 12m,f /L =1/5,拱圈采用 M12.5 砂浆砌筑 MU50 粗料石,主拱圈厚度按照桥梁工程(下册)(上课用教材) 自行取值;腹拱圈为圆弧拱,采用 M10 砂浆砌筑 MU40 块石,净跨 L 4.0m,f 1.0m,厚度 d=0.35m。拱上横墙为横墙式,顺桥向宽 0.9m,拱顶填料厚度平均 为 0.4
3、5m。拱上侧墙顶宽 0.8m,采用直立式等宽构造。主拱圈和拱上横墙砌筑完 成后即拆除拱架。大桥设计标准:公路II;桥面宽度:净 720.25m 安全护栏。已知:(1) M12.5 砂浆砌筑 MU50 粗料石容重为 25kN/m3;(2) M10 砂浆砌筑 MU40 块石容重为 24 kN/m3;(3)拱上横墙、拱上侧墙容重 24 kN/m3;(4)拱顶填料、桥面铺装层换算容重 19 kN/m3;(5) 安全护栏:1.0kN/m。(6) 年平均最高温度 28,年平均最低气温 2,合龙温度 15。 (二)、参考资料(1)中华人民共和国行业标准. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004);
4、(2)中华人民共和国行业标准. 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005); (3)公路桥涵设计手册拱桥上册,人民交通出版社,1994 年 6 月; (4)桥梁计算示例集拱桥第二版,人民交通出版社,2000 年 10 月; (5)顾安邦主编,桥梁工程(下),人民交通出版社,2000 年; (6)其他相关资料。(三)、课程设计实施指导(1) 根据选定题目的设计资料,即拱桥跨径、矢跨比、桥面宽度、荷载等级 等拟定主拱圈截面高度和宽度及拱上建筑尺寸和布置;(2) 按照比例(例如 1:1000)绘制立面图和横断面图;;.(3) 主拱圈截面几何要素计算,例如 A、y、I、r 等;(4) 确定拱轴系
5、数;(5) 计算拱圈弹性中心及弹性压缩系数;(6) 主拱圈截面内力计算;1)恒载内力计算:一期和二期;2)活载内力计算:汽车和温度;3)荷载组 合。(提示:活载、温度等的布置及取值等均按现行桥梁规范执行。)(7)主拱圈截面正截面强度验算;1)正截面抗压强度验算;2)正截面抗剪强度验算。(8) 主拱圈稳定性验算;(9) 裸拱圈的强度及稳定性验算;1)弹性中心的弯矩和推力;2)截面内力;3)裸拱圈的强度及稳定性验算。 (提示:有关强度、刚度及稳定性等计算均按现行桥梁规范执行。)(11)每位学生提交的课程设计成果(计算书)包括:1)按比例绘制的主拱立面、平面及横断面布置图图纸(正式设计图纸格式出 图
6、);2)按上述要求进行的计算过程和计算结果。;.l l M ylj4l4f4yl30.二主拱圈计算(一)确定拱轴系数拱轴系数 m 值的确定,一般采用“五点重合法”,先假定一个 m 值,定出 拱轴线,拟定上部结构各种几何尺寸,计算出半拱恒载对拱桥截面形心的弯矩M 和自拱顶至 跨的恒载对 跨截面形心的弯矩 M 。其比值 l = 。4 4Mj1 f求得 4 值后,可由 m = ( -2) 2 -1 中反求 m 值,若求出的 m 值与假定的 m f 2 yl4值不符,则应以求得的 m 值作为假定值,重复上述计算,直至.两者接近为 止。1.拟定上部结构尺寸(一)主拱圈几何尺寸(1)截面特性1)截面高度
7、d=mK3 l =4.8 1.2 6000 =104.6661m , 0取 d=1.4m2)主拱圈横桥向取 1m 单位宽度计算,横面面积 A =1.1 。桥面总宽 D=7.5m惯性矩: I=1 1bh 3 = 1.4 12 123=0.22867 m4截面抵抗矩:W =1 1bh 2 = 1.4 2 =0.32667 6 6m 2截面回转半径:gw=d 1.1= =0.404145m12 12(2)计算跨径和计算失高现假定 m=2.814,相应的yl4f=0.21。查“拱桥”表(III)-20(8)得拱脚sin j =0.70097, cos j =0.71319 j j计算跨径:L =L +
8、d sin 0j =60 +1.4 0.70097 =60.9814m j计算失高:df = f + (1 -cos2jj) =12 +0.7 (1 -0.71319) =12.2008m(3)拱脚截面的投影;.水平投影:x =d sinj =1.1 0.70097 =0.77107 m j竖向投影:3)计算主拱圈坐标y =d cosj =1.1 0.71319 =0.78451m j将主拱圈分为 24 等份,每份长 Dl =l 60.7711= =2.53212m 。 24 24以拱顶形心处为原点建立直角坐标系,以水平方向为 X 轴,竖直向下为 Y 轴正方向拱轴线上各截面的纵坐标 y =表1
9、 值 f ,相应拱背坐标 y =y -1 1 1d2 cosjj, 相应的拱腹坐标 y =y +1 1d2 cosjj。其数值见表 1-1主拱圈截面坐标表表 1-1截面号y / f1y1cosjd2cosjy -1d2cosjy +1d2cosj10213 4 5 6 7 8 12.2008 0.71319 0.98151 11.21929 13.18231 30.38534120.8100480.6472899.88323 0.76431 0.915867.89744 0.81100 0.863138.967377.0343110.79909 27.853238.76058 25.32112
10、;.11.3456780.5084710.3908200.2919880.2100000.1432180.0903086.20375 0.85238 0.821234.76832 0.88800 0.788293.56249 0.91782 0.762682.56217 0.94212 0.743011.74737 0.96137 0.728131.10183 0.97614 0.717115.382523.980032.799811.819161.019250.384727.024985.556604.325163.305172.475501.8189422.7890120.2569017.
11、7247815.1926712.6605610.1284591011120.0502130.0221330.00550600.61264 0.98696 0.70925 -0.096610.27004 0.99433 0.70399 -0.433950.06718 0.99860 0.70098 -0.633800.00000 1 0.70000 -0.700001.321890.974030.768160.700007.596345.064222.532110注:上表第二栏由拱桥附录()表()-1 查得。第 4 栏由拱桥附录()表()-20(8)查得。(二)拱上构造尺寸腹拱圈腹拱圈为圆弧拱,
12、采用 M10 砂浆砌筑 MU40 块石,净跨 L 4.0m,f 1.0m,厚 度 d=0.35m。失跨比=1/4 查拱桥上册表 1-4 得:sinj =0.8 cosj =0.6则:水平投影竖直投影x =dsinj =0.35 0.8 =0.28m0y =d cos j =0.35 0.6 =0.21m腹拱墩顺桥向宽 0.9m,在横墙中间留出上部为半径 R=0.5m 的半圆和下部高为 R 宽为 2R 的矩形检查孔。腹拱墩腹拱的拱顶拱背和主拱圈的拱顶拱背在同一水平线上。从主拱圈拱背至腹拱起拱轴线之间横墙中线的高度 h =y +1值见表 1-2;.d 1(1 - ) -( d + f ) ,其计算
13、过程及其数据 2 cos1.腹拱墩高度计算表表 1-2项目Cxkxfy = ( chkx) 1 m -1tg2 fkj= (shk( m -1)lx-1)cosj=tg12 j+1h0.8731 1.4796641 #横墙 26.5314 64378 355 8.669013306 21.6314 0.7119 1.2063892 #横墙 02422 845 5.4303288670.5506 0.9331153#横墙 16.7314 40467 335 3.0971365580.3995 0.6771294 拱座 12.1414 80798 62 1.576441689 5 空、实腹段分界
14、12.0014 0.3949 0.669321 1.538957292 线 73313 7770.7659291890.5596031330.3953283760.2685961190.2650476590.793888975 7.17620.872653619 4.00010.929967226 1.70950.965769455 0.20870.966623454 0.1717(三)恒载计算恒载分主拱圈、拱上空腹、拱上实腹三部分进行计算。不考虑腹拱推力和弯矩对主 拱圈的影响。其计算图式见图 1-2。;.2222.(1)主拱圈恒载p012= pk脚Ag块石D =0.55288 1.4 25
15、60.7711 7.5 =8850.2916 kNM1/ 4=MK 1/ 4Agl D块石4=0.12614 1.4 60.7711 25 7.5 / 4 =30683.42401kNmM =M j kjAg块石4l D=0.52303 1.1 60.7711 25 7.5 / 4 =129641.1468kNm上式中 P 、M K脚、M 均从拱桥上册表 III-19 查得。 K 1/ 4 Kj(2)拱上空腹段的恒载 1)腹孔上部(图 1-3)腹拱圈外弧跨径 l =l +2 d sinj =4 +2 0.35 0.28 =4.56 m 0腹拱拱背圆弧半径 R =R +d =2.5 +0.35
16、=2.85 m1 0腹拱内弧半径 R =0.625001l =0.625001 4 =2.5mo腹拱圈重:P =1.85459 (2.5 0.35 / 2) 0.35 24 7.5 =312.5445kN a腹拱侧墙重:P =4.56 1.14 +4.56 (2.85 -1.14)1/ 2 (-5.2856 2.85)/ 2 2 0.8 24 b=60.1037 kN填料重:安全护栏重:P =4.56 0.45 7.5 19 =292.41kN cP =1 4.56 2 =9.12 kNe现在设桥面铺装的计算厚度为 0.2m,则:桥面铺装重:P =0.2 4.56 7.5 19 =129.96
17、kN f两腹拱之间起拱线以上部分重量:;.+D (f+d- y)+hg(0.9 -2 xg#2#2#2#4.P =D (0.9 - x d)yg块石 块石 填料)=7.5 (0.9 - 0.28)0.21 24 +7.5 (0.9 - 2 0.28)(1+0.35 - 0.21)24 +(0.2 +0.45) 19 =124.6965kN一个腹拱重:2)腹拱下部:fP = p =312.545 +60.1037 +292.41 +9.12 +129.96 +124.6965 a=928.8352kN1号横墙P =7.1762 7.5 - (0.5 +p0.5 / 2)24 0.9 =1143.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 重庆 交通大学 桥梁工程 课程设计 计算
链接地址:https://www.31doc.com/p-10904288.html