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当前位置:首页 > 行业资料 > 交通运输 > 重庆交通大学桥梁工程Ⅱ课程设计计算书
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月目录一、设计资料-----------------------------------------------1二、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-------------------------------------------------------------------------105.1恒载内力---------------------------------------------------115.2活载内力---------------------------------------------------115.2.1汽车荷载----------------------------------------------135.2.2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------------------------------------------236.2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------------------------------------------------256.2.2.汽车荷载剪力-------------------------------------------------------------------256.3拱脚截面直接抗剪验算------------------------------------------------------------26七、主拱圈稳定性验算-------------------------------------------------------------------------------277.1整体强度稳定性验算用的荷载-------------------------------287.2拱圈整体强度稳定性验算-----------------------------------30八、裸拱圈的强度和稳定性验算-------------------------------------------------------------318.2截面内力---------------------------------------------------328.3裸拱圈的强度及稳定性验算-----------------------------------341一、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L0=60m,f0=12m,f0/L0=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L1=4.0m,f1=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0.45m。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7+2×0.25m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24kN/m3;(3)拱上横墙、拱上侧墙容重24kN/m3;(4)拱顶填料、桥面铺装层换算容重19kN/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(JTGD60-2004);(2)中华人民共和国行业标准.公路圬工桥涵设计规范(JTGD61-2005);(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;2(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);2)按上述要求进行的计算过程和计算结果。3二.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j和自拱顶至4l跨的恒载对4l跨截面形心的弯矩4l。其比值jl4=fyl4。求得fyl4值后,可由m=1)2(2124lyf中反求m值,若求出的m值与假定的m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d=m·K·,6661.10460002.18.4330ml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=43322867.04.1121121mbh截面抵抗矩:32667.04.161bh6122W2m截面回转半径:m404145.0121.112d(2)计算跨径和计算失高现假定m=2.814,相应的fyl4=0.21。查“拱桥”表(III)-20(8)得拱脚sinj=0.70097,cosj=0.71319计算跨径:m9814.6070097.04.160sinj0dLL计算失高:m2008.12)71319.01(7.012)cos1(2j0dff(3)拱脚截面的投影4水平投影:mdxj77107.070097.01.1sin竖向投影:mdj78451.071319.01.1cosy3)计算主拱圈坐标将主拱圈分为24等份,每份长mll53212.2247711.6024。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1y={表Ⅲ—1值}×f,相应拱背坐标,cos2d-1'1jyy相应的拱腹坐标jyycos2d1'1。其数值见表1-1主拱圈截面坐标表表1-1截面号f/y11ycos2cosd2cosdy12cosdy1123456780112.20080.713190.9815111.2192913.1823130.3853410.8100489.883230.764310.915868.9673710.7990927.8532320.6472897.897440.811000.863137.034318.7605825.321125注:上表第二栏由《拱桥》附录(Ⅲ)表(Ⅲ)-1查得。第4栏由《拱桥》附录(Ⅲ)表(Ⅲ)-20(8)查得。(二)拱上构造尺寸①腹拱圈腹拱圈为圆弧拱,采用M10砂浆砌筑MU40块石,净跨L1=4.0m,f1=1.0m,厚度d=0.35m。失跨比=1/4查《拱桥》上册表1-4得:8.0sin6.0cos则:水平投影m28.08.035.0sindx0竖直投影mdy21.06.035.0cos''②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)()cos11(2''11fddyh,其计算过程及其数据值见表1-230.5084716.203750.852380.821235.382527.0249822.7890140.3908204.768320.888000.788293.980035.5566020.2569050.2919883.562490.917820.762682.799814.3251617.7247860.2100002.562170.942120.743011.819163.3051715.1926770.1432181.747370.961370.728131.019252.4755012.6605680.0903081.101830.976140.717110.384721.8189410.1284590.0502130.612640.986960.70925-0.096611.321897.59634100.0221330.270040.994330.70399-0.433950.974035.06422110.0055060.067180.998600.70098-0.633800.768162.532111200.0000010.70000-0.700000.7000006腹拱墩高度计算表表1-2(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。项目k)(11chkmfy)(1-)1(2shklmfktg11cos2tgh1#横墙26.53140.8731643781.4796643558.6690133060.7659291890.7938889757.17622#横墙21.63140.7119024221.2063898455.4303288670.5596031330.8726536194.00013#横墙16.73140.5506404670.9331153353.0971365580.3953283760.9299672261.70954拱座12.14140.3995807980.677129621.5764416890.2685961190.9657694550.20875空、实腹段分界线12.00140.3949733130.6693217771.5389572920.2650476590.9666234540.17177(1)主拱圈恒载kNDAppk8850.29165.77711.60254.155288.012~0块石脚mkNDlAMMK·130683.42404/5.7257711.604.112614.04224/14/1块石mkNDlAMMkj·8129641.1464/5.7257711.601.152303.0422j块石上式中KjKKMM
本文标题:重庆交通大学桥梁工程Ⅱ课程设计计算书
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