桥梁工程课程设计任务书

桥梁工程课程设计任务书

长沙理工大学《桥梁工程》拱桥课程设计

计划与任务书

---悬链线等截面无铰箱形拱桥设计

指导教师：王达、殷新峰 适用班级：力学09- 1/2班

设计时间：17周（2012.12.23-12.29） 设计地点：待定

桥梁工程系 2012年9月3日

《桥梁工程》课程设计任务、指导书 ——悬链线等截面箱形无铰拱桥设计

第一部分 上部结构计算

一、设计资料：

1、设计荷载：公路-Ⅰ级或公路-Ⅱ级、人群3.0kN/m2； 2、桥面净宽：净7+2×1.0m人行道； 3、净跨径：L0=68.00m、70.00m、72.00m； 4、净矢跨比：f0/L0=1/5、1/6、1/7； 5、拱顶最小填料厚度：h=0.50m； 6、材料性质：

①预制闭合拱箱、现浇填缝及横隔板：C30混凝土，E1=3.0×104MPa，容重r1=25.0kN/m3；

②横挑梁：预制C30混凝土，弹性模量E=3.0×10MPa，容重r2=24.0kN/m；

③拱上底梁、立柱、盖梁、腹拱、人行道栏杆：C20混凝土，容重r3=24.0kN/m3；

④拱顶及拱腔填料、护拱：10号砂浆砌片石，容重r4=24.0kN/m3；

⑤侧面墙：10号砂浆砌块石，容重r5=24.0kN/m；

⑥桥面：沥青混凝土厚0.06m，容重r6=24.0kN/m3；

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7、栏杆、人行道全桥宽平均每延米9.4kN/m； 8、桥面标高：85.460m。

二、参考依据

1、主拱圈：采用单箱5室结构，各细部尺寸如图所示。

2、腹拱墩的布置：高墩采用立柱式，也可采用挖空的横墙式。

3、计算温度影响力时，最高月平均气温30℃，最低月平均气温4℃，合拢温度14℃，混凝土收缩按温度下降10℃计算。

三、设计依据及参考资料

[1]交通部.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004).北京:人民交通出版社,2004.

[2]交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004).北京:人民交通出版社,2004. [3]交通部.公路砖石及混凝土桥涵设计规范(JTG D61-2005).北京:人民交通出版社,2005.

[4]顾懋清,石绍甫.公路桥涵设计手册——拱桥(上册).北京:人民交通出版社,1997.

[5]顾安邦,孙国柱.公路桥涵设计手册——拱桥(下册).北京:人民交通出版社,1997.

[6]江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册——墩台与基础.北京:人民交通出版社,1997.

[7]钟圣斌.桥梁计算示例集——拱桥(二).北京:人民交通出版社,1989.

[8]王国鼎,钟圣斌.拱桥计算示例集.北京:人民交通出版社,2000.

四、计算成果

1、设计计算书一份；2、拱上建筑及主拱圈断面图一张。

五、计算步骤

1、截面几何特性计算

可采用颜东煌教授编著《桥梁结构电算程序设计》书中的GEO1.FOR、GEO2.FOR程序进行。 2、确定拱轴系数

①假定拱轴系数m、布置拱上建筑；

②计算各部分恒载的重量对拱脚及1/4截面产生的弯矩M、M

j1/4③计算

1/4y1/4fyM，如果计算的与假定的m对应fM1/4j1/4的yf相差在半级以内，则m即为采用值，否则将计算的yf作为新假定值，重复①～③步计算，直至满

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足要求为止。

3、结构自重作用下拱的内力计算

用假载法计算拱轴系数假定值与计算值偏差的影响、用力法计算恒载压力线偏离拱轴线的影响； 4、汽车和人群作用下拱的内力计算

汽车作用的内力计算按新规范进行，等级为公路-Ⅰ级或公路-Ⅱ级,人群3.5kN/m。

5、温度及混凝土收缩内力计算，并考虑徐变的影响 6、作用效应组合（按新规范进行），考虑承载能力极限状态下的基本组合，主要组合为：

基本组合Ⅰ：永久作用+汽车作用+人群作用 基本组合Ⅱ：永久作用+汽车作用+人群作用+温度影响+混凝土收缩 7、强度及稳定性验算。

六、要求

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1、 计算书采用长沙理工大学统一的课程设计纸，一律手写，提交的成果有目录、任务书、计算书； 2、 拱上建筑及主拱圈断面图纸采用A3纸，制图符合公路桥涵制图习惯，构造正确，一律手绘； 3、 计算书整洁、清晰，计算数据准确、统一，一律采用国际单位，小数位数合理并前后一致； 4、 独立、认真完成课程设计，按时提交设计成果，

遵守纪律。

第二部分 桥墩设计计算

一、设计资料

1、有关资料与上部构造提供的相同；

2、桥墩处基底标高62.320m，河床表面标高68.000m，桥面标高85.460m，基岩[σ]=0.8MPa；

3、桥墩材料：第一层基础15片石混凝土，r1=24.0kN/m3；第二层基础10#小石子混凝土砌40#块石，r1=24.0kN/m3；

二、参考数据

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桥墩起拱线处墩宽可初定为3.5m，可通过设计计算进行调整，基础采用扩大基础，一般采用2层，层高0.75～1.00m，其余尺寸参考有关资料及例题，也可自行拟定。

三、设计成果

1、 桥墩计算书一份；2、桥墩设计图一份。

四、说明

1、本部分的设计计算只要求桥梁专业方向的学生进行设计，其他方向的学生不作要求。

h1h1混凝土预制拱箱混凝土现浇纵缝说明：混凝土横隔板、图中尺寸均以m计；2、横隔板中间空白区为挖空部分；3、拱肋可分段预制。长沙理工大学土木与建筑学院悬链线等截面箱形无铰拱桥主拱圈及拱上建筑构造图设计复核时期图号H

说明：、图中尺寸均以m计；2、净跨径70m、净矢高10m、净矢跨比1/7；3、腹拱净跨径5.6m、净矢高0.7m、净矢跨比1/8；、汽车荷载：公路-级；人群荷载：3.5kN/m2。、施工工艺：预制吊装。长沙理工大学土木与建筑学院悬链线等截面箱形无铰拱桥主拱圈及拱上建筑构造图设计复核时期图号

表1 学号、跨径、荷载等级及矢跨比对应一览表

学号范围 跨径 荷载等级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 公路I级 矢跨比 学号范围 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 301-303 304-306 307-309 310-312 313-315 316-318 319-321 322-324 325-327 328-330 331-333 334-336 401-403 404-406 407-409 410-412 413-415 416-418 419-421 422-424 425-427 428-430 431-433 434-436 跨径 荷载等级 矢跨比 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 101-103 65.00m 104-106 65.00m 107-109 65.00m 110-112 66.00m 113-115 66.00m 116-118 66.00m 119-121 67.00m 122-124 67.00m 125-127 67.00m 128-130 68.00m 131-133 68.00m 134-136 68.00m 201-203 69.00m 204-206 69.00m 207-209 69.00m 210-212 70.00m 213-215 70.00m 216-218 70.00m 219-221 71.00m 222-224 71.00m 225-227 71.00m 228-230 72.00m 231-233 72.00m 234-236 72.00m 65.00m 公路II级 65.00m 公路II级 65.00m 公路II级 66.00m 公路II级 66.00m 公路II级 66.00m 公路II级 67.00m 公路II级 67.00m 公路II级 67.00m 公路II级 68.00m 公路II级 68.00m 公路II级 68.00m 公路II级 69.00m 公路II级 69.00m 公路II级 69.00m 公路II级 70.00m 公路II级 70.00m 公路II级 70.00m 公路II级 71.00m 公路II级 71.00m 公路II级 71.00m 公路II级 72.00m 公路II级 72.00m 公路II级 72.00m 公路II级