拱桥典型设计

拱桥典型设计（以6m跨为例）（1）设计指标设计荷载：公路Ⅱ级折减。桥面宽：净宽4.0m，附2×0.5m安全带。按桥宽B=5m计算。净跨径：L0=6m。矢高：f=L0×f/L0查《公路桥涵设计手册（拱桥）》，一般对于石拱桥，其矢跨比（f/L0）为1/4～1/8，取1/4，故f=6×1/4=1.5m拱圈厚度：拱圈采用等截面圆弧拱，拱圈厚度计算采用经验公式：30dmkL式中：d—拱圈厚度(cm)；m—系数，一般取4.5-6.0，取值随矢跨比的减小二增大，取5.0；k—荷载系数，对于汽-10级取1，汽-15级取1.1；L0—拱圈净跨径（mm）。35160042.16dcm故拱圈厚度d采用0.45m厚。拱圈材料：M10浆砌块石，容许轴心受压应力[υa]=150t/m2，拱圈及桥面两侧的混凝土护轮带容重γ3=2.4t/m3。桥台为分离八字翼墙一字型轻型桥台，基底与台背填土均为回填土。拱上填料与路面的换算平均容重近似按2t/m3计算。按“等代三铰拱”法计算拱圈。（2）内力计算荷载强度计算桥面荷载：（沿桥跨每米恒载）两侧混凝土护轮带重：0.5×0.3×2×2.4=0.72t护轮带荷载由总宽5m桥宽平均承担：0.72/5=0.144t/m拱顶处填料0.5m，其荷载强度：2×0.5=1t/m拱顶处拱圈自重荷载强度：2.4×0.45=1.08t/m拱顶处每米宽度拱圈上的总恒载强度：qs=0.144+1+1.08=2.224t/m(5m宽)拱脚处的填料厚度：00.450.450.51.52.622cos220.6ksddhhfm式中：hs—拱顶处填料厚度hk—拱脚处填料厚度φ0—拱脚线在拱轴处的倾角，当矢跨比f/L0=1/4时，cosφ0=0.6拱脚处填料荷载强度：Q=2×2.6=5.2t/m拱脚处主拱圈自重荷载强度：00.452.42.41.8/cos0.6dtm拱脚处每米宽度拱圈上的总恒载强度：qk=0.144+5.2+1.8=7.144t/m静止土压力对拱圈的水平推力：静止土压力系数ξ=0.45，填土容重γ=1.8t/m3拱顶处水平荷载强度为：10.451.822sqd（h+）=0.45（0.5+）=0.597t/m拱脚处水平荷载强度为：20.45q()0.451.8(0.51.5)1.802/22sdhftm（3）恒载作用下拱圈内力（1m宽拱圈）1）拱顶轴向力：22127.1442.22461.5(2)2.224(20.5971.802)9.881686681.56ksssqqLfqqqtfN2）拱脚水平反力：22127.1442.22461.5(2)2.224(0.59721.802)8.082686681.56ksskqqLfqqqtfH3）拱脚竖向反力：()(7.1442.224)6[][2.224]11.5923232ksksqqLVqt4）拱脚轴向力：00cossin8.0820.611.5920.810.41kkkNHVt（4）活载作用下拱圈内力计算活载设计选用公路二级折减，重车后轴重10t，前轴5t作为计算活载。拱顶处填料厚50cm，可不计冲击力，活载横向按全拱宽5m，平均分布。拱圈净跨L=6m8m，不计前轴荷载，每米宽拱圈承担的活载为后轴荷载。每米宽拱圈承担的活载为：102.0t5p后1）拱顶轴向力为：246223sLNptf后2）拱脚轴向力为：00336sincos0.80.6421.8158.f48kLtNp后（）=（）=）（）（t8.16.008.1832.48.0430.2kN（4）拱圈内力组合与截面强度验算拱顶截面强度验算：ANsa4.0，2/180mta229.88166.0(/)0.40.451aatm21.810.4167.8(/)0.40.451aatm经验算，拱顶拱脚应力均在容许范围内。